【題目】如圖所示，粗細均勻，兩端開口的U形玻璃管豎直放置。左右豎直部分和水平部分長度均為H=14cm。水平部分一段空氣柱將管內水銀分隔成左右兩段。當溫度為t=0℃時，被封閉的空氣柱的長度為L=8cm，水平部分左側水銀柱長A=2cm，左 側豎直管內水銀柱長也是A=2cm。大氣壓強P。相當于高為76cm水銀柱的壓強。
①當被封閉的空氣柱溫度緩慢升高到多少攝氏度時，水平部分某一側的水銀恰好能全部進入豎直管？
②當被封閉的空氣柱溫度緩慢升高到多少攝氏度時，恰好能一讓某一側豎直管內水銀柱上方的空氣全部被排出？
【答案】①147℃ ②497℃
【解析】
①U形管兩端均開口，所以兩豎直管內水銀柱高度應相同，即右邊豎直管內水銀柱高度也為h=2cm.所以被封閉的空氣柱右側的水銀柱的水平長度為H-L-h=4cm
設玻璃管的橫截面積為S，以被封閉的空氣為研究對象，初狀態
，
Hg=78cm Hg，
=LS=8S.
設當被封閉的空氣柱溫度緩慢升高到
時，因為兩豎直管內水銀柱高度應相同，所以只能是封閉空氣柱左側水銀恰好能全部進人豎直管A中，此時右側管水銀柱高度也為4cm.
以封閉的空氣為研究對象，該狀態溫度為，
Hg柱=80cm Hg柱，
=12S.
由氣態方程得：
解得：=420K
所以此時被封閉的空氣柱溫度升高到
=147℃
②設當被封閉的空氣柱溫度緩慢升高到
時，因為兩豎直管內水銀柱高度應相同，所以只能是左側豎直管內的空氣恰好能全部被排出，即左側豎直管水銀柱上表面和管口相平，此時右側豎直管水銀柱高度仍為4cm，
以被封閉的空氣為研究對象，該狀態溫度為，
Hg柱=80cm Hg柱，
由氣態方程得
解得：=770K
所以此時被封閉的空氣柱溫度升高到
=497℃
發散思維新課堂系列答案科目：高中物理 來源： 題型：
【題目】如圖所示，一個內壁光滑、導熱性能良好的汽缸豎直吊在天花板上，開口向下。質量與厚度均不計、導熱性能良好的活塞橫截面積為S＝2×10－3 m2，與汽缸底部之間封閉了一定質量的理想氣體，此時活塞與汽缸底部之間的距離h＝24 cm，活塞距汽缸口10 cm。汽缸所處環境的溫度為300 K，大氣壓強p0＝1.0×105 Pa，取g＝10 m/s2。現將質量為m＝4 kg的物塊掛在活塞中央位置上。
（1）活塞掛上重物后，活塞下移，求穩定后活塞與汽缸底部之間的距離。
（2）若再對汽缸緩慢加熱使活塞繼續下移，活塞剛好不脫離汽缸，加熱時溫度不能超過多少？此過程中封閉氣體對外做功多少？
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科目：高中物理 來源： 題型：
【題目】如圖所示，在等腰直角三角形abc區域內存在垂直紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場，O為ab邊的中點，在O處有一粒子源沿紙面內不同方向、以相同的速率
不斷向磁場中釋放相同的帶正電的粒子，已知粒子的質量為m，電荷量為q，直角邊ab長為
，不計重力和粒子間的相互作用力。則
A. 粒子能從bc邊射出的區域長度為
B. 粒子在磁場中運動的最長時間為
C. 若粒子從bc邊射出，則入射方向與Ob的夾角一定小于
D. 從ac邊射出的粒子中，沿Oa方向射入磁場的粒子在磁場中運動的時間最短
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【題目】某原子電離后其核外只有一個電子，若該電子在核的靜電力作用下繞核做勻速圓周運動，那么電子運動（ ）
A. 半徑越大，加速度越大 B. 半徑越小，周期越大
C. 半徑越大，角速度越小 D. 半徑越小，線速度越小
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【題目】如圖所示，x軸在水平地面上，y軸在豎直方向。圖中畫出了從y軸上沿x軸正方向水平拋出的三個小球a、b和c的運動軌跡。不計空氣阻力，下列說法正確的是
A. a和b的初速度大小之比為
︰1
B. a和b在空中運動的時間之比為2︰1
C. a和c在空中運動的時間之比為︰1
D. a和c的初速度大小之比為2︰1
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【題目】如圖所示，半徑為R=0.4m的半圓豎直軌道BCD與水平地面平滑連接，O是半圓形軌道的圓心，BOD在同一豎直線上。質量m=2kg的物體（可視為質點）以vA=7m/s的速度從A點沿水平面向右運動，沖上圓弧后從D點水平拋出，落在水平地面上，落點與B點的距離x=1.2m。忽略空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）小物塊從D點拋出時的速度大小；
（2）小物塊運動到D點時，對軌道壓力的大小；
（3）小物塊從A點運動到D點的過程中克服摩擦力所做的功。
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【題目】某同學將帶滑輪的滑板放置在水平桌面上，調節滑板上表面水平，將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器拉鉤上，用來測量繩對小車的拉力在小車及傳感器總質量不變的情況下，探究加速度跟它們所受拉力的關系時，根據測得的數據在坐標系中作出了如圖所示的a-F圖象。
(1)由a－F圖象可知小車和傳感器的總質量為___________kg。(保留兩位有效數字)
(2)圖象不過坐標原點的原因是_________________________________。
(3)為使圖象過原點可墊高滑板的___________(填“左”或“右”)側，使傳感器拉鉤不掛繩時，小車能做___________(填“加速”“勻速”或“減速”)運動
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科目：高中物理 來源： 題型：
【題目】如圖所示，光滑絕緣的細圓管彎成半徑為R的半圓形，固定在豎直面內，管口B、C的連線水平。質量為m 的帶正電小球從B點正上方的A點自由下落，A、B兩點間距離為4R。從小球（小球直徑小于細圓管直徑）進入管口開始，整個空間突然加上一個斜向左上方的勻強電場，小球所受電場力在豎直方向上的分力與重力等大反向，結果小球從管口C處離開圓管后，又能經過A點。設小球運動過程中電荷量保持不變，重力加速度為g，求:
（1）小球到達 B 點時的速度大小。
（2）小球受到的電場力大小。
（3）小球經過管口C處時對圓管壁的壓力。
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科目：高中物理 來源： 題型：
【題目】某同學利用如圖所示的裝置探究功與速度變化的關系。
（ⅰ）小物塊在橡皮筋的作用下彈出，沿水平桌面滑行，之后平拋落至水平地面上，落點記為M1；
（ⅱ）在釘子上分別套上2條、3條、4條……
同樣的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的長度都保
持一致，重復步驟（ⅰ），小物塊落點分別記為M2、M3、M4……；
（ⅲ）測量相關數據，進行數據處理。
（1）為求出小物塊拋出時的動能，需要測量下列物理量中的 ________ （填正確答案標號）。
A．小物塊的質量m B．橡皮筋的原長x
C．橡皮筋的伸長量Δx D．桌面到地面的高度h
E．小物塊拋出點到落地點的水平距離L
（2）將幾次實驗中橡皮筋對小物塊做功分別記為W1、W2、W3、……，小物塊拋出點到落地點的水平距離分別記為L1、L2、L3、……。若功與速度的平方成正比，則應以W為縱坐標、________為橫坐標作圖，才能得到一條直線。
（3）由于小物塊與桌面之間的摩擦不能忽略，則由此引起的誤差屬于______（填“偶然誤差”或“系統誤差”）。
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