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精英家教網如圖所示,ABC為粗細均勻的“L”型細玻璃管,A端封閉,C端開口.開始時AB豎直,BC水平,BC內緊靠B端有一段長l1=30cm的水銀柱,AB內理想氣體長度l2=20cm.現將玻璃管以B點為軸在豎直面內逆時針緩慢旋轉90°,使AB水平.環境溫度不變,大氣壓強P0=75cmHg,求:
①旋轉后水銀柱進入AB管的長度;
②玻璃管旋轉過程中,外界對封閉氣體做正功還是做負功?氣體吸熱還是放熱?
分析:(1)對于AB部分氣體做等溫變化,初始壓強為大氣壓,末狀態壓強大于大氣壓,將氣壓大小用cmHg作單位,便可求得旋轉后水銀柱進入AB管的長度
(2)由于氣體體積縮小,故外界對氣體做功,環境溫度不變,封閉氣體的內能不變,由熱力學第一定律判斷吸熱還是放熱
解答:解:(1)設旋轉后水銀柱進入AB管的長度為x,玻璃管橫截面積為S,對于AB氣體,由玻意耳定律得:
P0Sl2=(P0+l1-x)S(l2-x)
代入數據得:75×20=(75+30-x)(20-x)
解得,x=5cm
(2)玻璃管旋轉過程中,氣體體積縮小,外界對封閉氣體做正功;由于氣體溫度不變,故氣體內能不變,由熱力學第一定律得:△U=Q+W
故Q=-W<0,故氣體放熱
答:①旋轉后水銀柱進入AB管的長度為5cm;
②玻璃管旋轉過程中,外界對封閉氣體做正功,氣體放熱.
點評:該題考查了氣體的狀態方程的應用,解題的關鍵是分析清楚氣體變化的過程,確定氣體的狀態,分析狀態參量,利用對應的氣體狀態方程進行求解.確定被封閉氣體的壓強是重點.注意將氣壓大小用cmHg作單位.
練習冊系列答案
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如圖所示,用光滑的粗鐵絲做成一直角三角形,BC邊水平,AC邊豎直,∠ABC=β,AB及AC兩邊上分別套用有細線連著的銅環P、Q,當它們靜止時,細線跟AB所成的角θ的大小為(細線長度小于BC)(  )

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如圖所示,用光滑的粗鐵絲做成一直角三角形,BC水平,AC邊豎直,∠ABC=α,AB及AC兩邊上分別套有細線連接著的銅環P和銅環Q,當它們靜時,細線跟AB所成的角θ的大小為(細線長度小于BC)( 。

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如圖所示,用光滑的粗鐵絲做成一直角三角形,BC邊水平,AC邊豎直,∠ABC=β.AB邊及AC兩邊上分別套有用細線相連的銅環(其總長度小于BC邊長),當它們靜止時,細線跟AB所成的角θ的大小為(  )

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如圖所示,用光滑的粗鐵絲做成一直角三角形,BC水平,AC邊豎直,∠ABC=α,AB及AC兩邊上分別套有細線連著的銅環,當它們靜止時,細線跟AB所成的角θ的大小為______(細線長度小于BC)

 

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科目:高中物理 來源:2011-2012學年黑龍江省大慶市高三上學期期中考試物理卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,用光滑的粗鐵絲做成一直角三角形,BC邊水平,AC邊豎直,∠ABC=β。AB邊及AC兩邊上分別套有用細線相連的銅環(其總長度小于BC邊長),當它們靜止時,細線跟AB所成的角θ的大小為(     )              

               

 

A.θ=β       B.θ=      C.θ<β      D.β<θ<

 

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