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8-1-21所示的試管內由水銀封有一定質量的氣體,靜止時氣柱長為l0,大氣壓強為p0.當試管繞豎直軸以角速度ω在水平面內勻速轉動時氣柱長變為l.其他尺寸如圖所示.求轉動時的氣體壓強(設溫度不變,試管橫截面積為S,水銀密度為ρ).

8-1-21

解析:水銀柱做勻速圓周運動所需向心力由液柱兩側氣體壓力差提供,應用牛頓第二定律列方程進行計算.氣體問題中應用牛頓第二定律列式時,式中氣體壓力F=pS中的“p”必須采用國際單位,如題中告訴壓強為75 cmHg,則應寫成p=ρgh=13.6×103×9.8×75×10-2 Pa.

選取水銀柱為研究對象,轉動所需向心力由液柱兩側氣體壓力差提供

(p-p0)S=mω2R

而m=ρl1S,R=l2+(l0-l)+

所以p=p0+ρl1ω2(l2+l0-l+

若條件不足,譬如轉動后的氣柱長度l未知,則可再選取封閉氣體為研究對象,由玻意耳定律有p0l0S=plS,由此得p=p0.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

某同學在做“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中得到如下一組U和I的數據:
  編號  1   2   3   4   5   6   7   8
U/(V) 0.00 0.20 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
I/(A) 0.00 0.05 0.10 0.15 0.18 0.19 0.21 0.22
燈泡發光情況 不亮    微亮    逐漸變亮    正常發光
(1)在圖(1)上畫出I-U圖線.
(2)從圖線上可以看出,當電珠的功率逐漸增大,即溫度逐漸升高時,燈絲電阻的變化情況是
 
(3)分析上表內實驗數據可知,應選用的實驗電路圖是圖(2)中的圖
 
(選填“甲”或“乙”).
(4)請在圖(3)所示的實物圖中用鉛筆補全其中的連線.
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科目:高中物理 來源: 題型:

未來人類要通過可控熱核反應取得能源,要持續發生熱核反應,必須把溫度高達幾百萬攝氏度以上的核材料約束在一定的空間內,約束的辦法有多種,其中技術上相對較成熟的是用磁場約束核材料,稱為“托卡馬克”裝置.如圖8-3-21所示為這種裝置的簡化模型:垂直紙面的有環形邊界面的勻強磁場(b區域)圍著磁感應強度為零的圓形a區域,a區域內的離子向各個方向運動,離子的速度只要不超過某值,就不能穿過環形磁場的外邊界而逃逸,從而被約束.設環形磁場的內半徑R1=0.50 m,外半徑R1=1.0 m,若磁場的磁感應強度B=1.0 T,被約束的離子比荷=4×107 C/kg.

圖8-3-21

(1)完成核反應方程:++________________.

(2)若a區域中沿半徑OM方向射入磁場的離子不能穿越磁場,粒子的速度不能超過多大?

(3)若要使從a區域沿任何方向射入磁場的速率為2×107 m/s的離子都不能越出磁場的外邊界,則b區域磁場的磁感應強度B′至少要有多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

有一組同學對溫度計進行專題研究.他們通過查閱資料得到17世紀時伽利略曾設計過一個溫度計,其結構為:一麥稈粗細的玻璃管,一端與一雞蛋大小的玻璃泡相連,另一端豎直插在水槽中,并使玻璃管內吸入一段水柱,根據管中水柱高度的變化可測出相應的溫度.

為了研究“伽利略溫度計”,同學們按照資料中的描述自制了如圖8-2-27所示的測溫裝置,圖中A為一塑料小瓶,B為一吸管,通過軟木塞與A連通,管的下端豎直插在大水槽中.使管內外水面有一高度差h,然后進行實驗研究:

圖8-2-27

(1)在不同溫度下分別測出對應的水柱高度h,記錄的實驗數據如下表所示.

溫度/℃

17

19

21

23

25

27

h/cm

30.0

24.9

19.7

14.6

9.4

4.2

Δh=hn-1-hn

5.1

根據表中數據計算相鄰兩次測量水柱的高度差,并填入表內的空格,由此可得結論:

①當溫度升高時,管內水柱高度h將____________________(選填“變大”“變小”或“不變”).

②水柱高度h隨溫度的變化而________________(選填“均勻”或“不均勻”)變化;試從理論上分析并證明結論②的正確性(提示:管內水柱產生的壓強遠遠小于一個大氣壓).

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

(2)通過實驗,同學們發現用“伽利略溫度計”來測溫度,還存在一些不足之處,其中主要的不足之處有:

①____________________________________________________________________________;

②____________________________________________________________________________.

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科目:高中物理 來源:2012年人教版高中物理選修2-1 1.3多用電表練習卷(解析版) 題型:計算題

如圖2-8-21所示是把量程為3 mA的電流表改裝成歐姆表的結構示意圖,其中電池的電動勢E=1.5 V,經改裝后,若將原電流表3 mA刻度處的刻度值定為零位置,則2 mA刻度處應標多少阻值?當用它測量某電阻時,指針恰好指在中間位置,被測電阻為多少?

圖2-8-21

 

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