【题目】如图所示,两个导热的圆筒底部有一条细短管连通,圆筒内装有约20cm深的水银,K为阀门,处于关闭状态。左侧大圆筒的横截面积,水银面到圆筒顶部的高度,水银上方是空气,空气的压强,室温。左侧圆筒中竖直放置一根托里拆利管,管的横截面积远小于两圆筒的横截面积,托里拆利管中水银上方有氮气,氮气柱的长度,水银柱的高度。右侧小圆筒的横截面积,一个活塞紧贴水银放置。已知大气压强。求:
(Ⅰ)若环境温度缓慢升高,左侧圆筒内空气的压强变为多大?
(Ⅱ)在环境温度为时,用力控制右侧圆筒中活塞,打开阀门K,使活塞缓慢升高后固定,则托里拆利管中氮气柱的长度最终变为多大?(结果可以带跟号)
【答案】(Ⅰ),(Ⅱ).
【解析】试题分析:(Ⅰ)环境温度缓慢升高60℃的过程为等容变化过程,运用查理定律即可求出末态左侧圆筒内空气的压强;(Ⅱ)环境温度不变,左侧空气发生等温变化,对其运用玻意耳定律即可求出升温后空气的压强,利用平衡求出托里拆利管中封闭氮气的压强,再对氮气运用理想气体的状态方程即可求出托里拆利管中氮气柱的终变长度.
(Ⅰ)设升温后左侧大圆筒空气的压强变为,因阀门关闭,大圆筒内空气做等容变化,有: ,其中: ,
代入数值解得:
(Ⅱ)阀门打开并控制活塞缓慢上升时,因左侧大圆筒中空气的压强大于外界大气压强,左侧大圆筒水平面下降高度设为,根据体积不变原理,则有:
解得: =5cm
同时,左侧大圆筒中的空气做等温变化,设空气高度变为,空气的压强变为,则有:
代入数值解得:
设托里拆利管中密封氮气柱的横截面积为S,最终长度为,其初始压强为,最终压强为,根据理想气体状态方程,有:
其中: ,
解得氮气柱的最终长度为:
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【题目】我们在中学阶段的物理知识中,接触并学习了很多思想方法,这些方法对于提高解决实际问题的能力具有很重要的意义。下列关于思想方法的叙述正确的是
A. 用两个(或多个)物理量通过比值的方法去定义一个新的物理量,即为比值定义法。电动势,电容,匀强电场的场强等都是采用比值法定义的
B. 理想化模型是对实际问题的理想化处理,即突出主要因素,忽略次要因素——物理学学习中懂得忽略什么跟懂得重视什么同等重要,质点、点电荷、位移等均是理想化模型
C. 根据加速度定义式,当t非常小时, 就可以表示物体在该时刻的瞬时加速度,该定义应用了赋值的思想方法
D. 分力、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想
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【题目】如图所示,一个小型水电站,其交流发电机的输出电压一定,通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电,输电线的总电阻为。的输入电压和输入功率分别为和,它的输出电压和输出功率分别为和。的输入电压和输入功率分别为和,它的输出电压和输出功率分别为和。下列说法正确的是( )
A. 当用户的用电器增多时, 减小, 变大
B. 当用户的用电器增多时, 变大, 减小
C. 输电线上损失的功率为
D. 要减小线路的损耗,应增大升压变压器的匝数比,同时应增大降压变压器的匝数比
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【题目】小球从竖直砖墙某位置静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了记录小球情况的照片如图所示。连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d。根据图中的信息,下列判断中不正确的是( )
A. 小球下落的加速度为
B. 小球在位置“3”的速度为
C. 位置“1”是小球释放的初始位置
D. 如果已知d和T以及当地的重力加速度,就能判定小球下落过程中机械能是否守恒
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【题目】已知地球的自转周期和半径分别为T和R ,地球同步卫星A的圆轨道半径为h。卫星B沿半径为r(r<h)的圆轨道在地球赤道的正上方运行,其运行方向与地球自转方向相同。求:
(1)卫星B做圆周运动的周期;
(2)卫星A和B连续地不能直接通讯的最长时间间隔(信号传输时间可忽略,y=sinx,则x=arcsiny-----反三角函数).
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【题目】用洛伦兹力演示仪可以观察电子在磁场中的运动径迹.图 (甲)是洛伦兹力演示仪的实物图,图(乙)是结构示意图.励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场,励磁线圈中的电流越大,产生的磁场越强.图(乙)中电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场.下列关于实验现象和分析正确的是( )
A. 仅增大励磁线圈中的电流,电子束径迹的半径变小
B. 仅升高电子枪加速电场的电压,电子束径迹的半径变小
C. 仅升高电子枪加速电场的电压,电子做圆周运动的周期将变小
D. 要使电子形成如图(乙)中的运动径迹,励磁线圈应通以逆时针方向的电流
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【题目】某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作,请判断是否恰当(填“是”或“否”).
①把单摆从平衡位置拉开约5°释放;_____________
②在摆球经过最低点时启动秒表计时;___________
③用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期._____________
④该同学改进测量方法后,得到的部分测量数据见下表.用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数见下图,该球的直径为_________mm.
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【题目】如图所示,一个不带电的枕形导体,固定在绝缘支架上,左端通过开关S接地,A、B是导体内部的两点,当开关S断开时,将带正电的小球置于导体左侧。下列说法正确的是
A. A、B两点的电场强度相等,且都不为零
B. A、B两点的电场强度不相等
C. 导体上的感应电荷在A、B两点的电场强度大小相等
D. 当开关S闭合时,电子沿导线从大地向导体移动
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【题目】如图所示,初速度不计的电子从电子枪中射出,在加速电场中加速,从正对P板的小孔射出,设加速电压为U1,又垂直偏转电场方向射入板间并射出,设偏转电压为U2。则:
A. U1变大,则电子进入偏转电场的速度变大
B. U1变大,则电子在偏转电场中运动的时间变短
C. U2变大,则电子在偏转电场中运动的加速度变小
D. 若要电子离开偏转电场时偏移量变小,仅使U1变大,其它条件不变即可
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