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    一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱，活塞的横截面积为0.01m2，活塞与气缸间的摩擦不计．气缸侧壁通过一个开口与U形管相连，开口离气缸底部的高度为70cm，开口管内及U形管内的气体体积忽略不计．已知图所示状态时，气体的温度为7 0C，U形管内水银面的高度差h1=5cm．大气压强p0=1.0×105 Pa保持不变．水银的密度ρ=13.6×103 kg/m3．
    求：（1）活塞的重力．
    （2）现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到37℃时，U形管内水银的高度差为多少？
    （3）保持上题中的沙粒质量不变，让气缸内的气体逐渐冷却，那么当气体的温度至少降为多少时，U形管内的水银面变为一样高？
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    （1）由P0+
    G活
    S
    =P0+ρgh1，得G活=ρgh1S=ρ=13.6×103×10×0.05×0.01N=68N
    （2）因为活塞的位置保持不变，U形管内的气体体积忽略不计，所以气缸内气体近似做等容变化，则有
      
    P0+ρgh1
    T1
    =
    P0+ρgh2
    T2

    解得，h2=0.134m
    （3）当U形管内的水银面变为一样高时，则知U形管内的两臂均与大气相通，此前气体做等压变化，根据盖?吕萨克定律得
       
    V1
    T1
    =
    V2
    T3

    代入得
    80
    273+37
    =
    70
    273+t3

    解得，t3=-1.75℃
    答：（1）活塞的重力是68N．
    （2）当气体的温度升高到37℃时，U形管内水银的高度差为0.134m．
    （3）当气体的温度至少降为-1.75℃时，U形管内的水银面变为一样高．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2006?长宁区二模）如图所示，一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为90cm的气柱，活塞的横截面积为0.01m2，活塞与气缸间的摩擦不计，气缸侧壁通过一个密封接口与U形管相通，密封接口离气缸底部的高度为70cm，气缸与U形管相通处气体体积忽略不计．在图示状态时气体的温度为17℃，U形管两支管水银面的高度差h1为6cm，右支管内水银面到管口的高度为20cm，大气压强p0=1.0×105Pa保持不变，水银的密度ρ=13.6×103kg/m3．求：
    （1）活塞的重力；
    （2）现在将U形管右支管开口端用橡皮塞（厚度不计）封住，并在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体缓缓加热，让活塞高度始终不变．当气体温度升高到57℃时，不再加沙粒，同时停止对气体加热，这时U形管两支管内水银面的高度差h2变为多少？（气缸内气体温度变化不影响U形管）
    （3）保持上题中的沙粒质量不变，让气缸内的气体逐渐冷却，那么当气体的温度至少降为多少℃时，U形管内的水银开始流动？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2009?嘉定区二模）一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱，活塞的横截面积为0.01m2，活塞与气缸间的摩擦不计．气缸侧壁通过一个开口与U形管相连，开口离气缸底部的高度为70cm，开口管内及U形管内的气体体积忽略不计．已知图所示状态时，气体的温度为7 0C，U形管内水银面的高度差h1=5cm．大气压强p0=1.0×105 Pa保持不变．水银的密度ρ=13.6×103 kg/m3．
    求：（1）活塞的重力．
    （2）现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到37℃时，U形管内水银的高度差为多少？
    （3）保持上题中的沙粒质量不变，让气缸内的气体逐渐冷却，那么当气体的温度至少降为多少时，U形管内的水银面变为一样高？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?商丘二模）一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱，活塞的横截面积为0.01m2，活塞与气缸间的摩擦不计，气缸侧壁通过一个开口与U形管相连，开口离气缸底部的高度为70cm，开口管内及U形管内的气体体积忽略不计．已知如图所示状态时气体的温度为7 0C，U形管内水银面的高度差h1=5cm，大气压强p0=1.0×105 Pa保持不变，水银的密度
    m
    q
    =
    		3
    E
    g
    =13.6×103 kg/m3．求：
    ①活塞的重力．
    ②现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到37℃时，U形管内水银的高度差为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的光滑活塞封闭了一段高为80cm的气柱，气缸侧壁通过一个小开口与U形管相连，开口离气缸底部的高度为70cm，开口管内及U形管内的气体体积忽略不计．已知图示状态时气体的温度为7℃，U形管内水银面的高度差h1=5cm，大气压强为p0=1.0×105 Pa不变，水银的密度ρ=13.6×103 kg/m3，取g=10m/s2．求：
    （1）现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，当气体的温度缓慢升高到37℃时，U形管内水银的高度差为多少？
    （2）停止添加沙粒，让气缸内的气体逐渐冷却，那么当气体的温度至少降为多少℃时，U形管内两侧的水银面变为一样高？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网[物理--选修3-3]
    （1）以下说法中正确的是
     

    A．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性减小的方向进行
    B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加
    C．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
    D．水可以浸润玻璃，但是不能浸润石蜡，这个现象表明一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系
    （2）一足够高的直立气缸上端开口，用一个厚度不计的活塞封闭了一段高为80cm的气柱，活塞的横截面积为0.01m2，活塞与气缸间的摩擦不计，气缸侧壁通过一个开口与U形管内的气体体积忽略不计，已知右图所示状态时气体的温度为7℃，U形管内水解面的高度差h1=5cm，大气压强P0=1.0×105Pa保持不变，水银的密度
    ρ=13.6×103kg/m3，g=10m/s2．
    求：①活塞的重力；
    ②现在活塞上添加沙粒，同时对气缸内的气体加热，始终保持活塞的高度不变，此过程缓慢进行，当气体的温度升高到37℃时，U形管内水银面的高度差为多少？

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