题目
题型:不详难度:来源:
答案
解析
【错解分析】错解:当从下面截去400mm后,空气柱的压强变了,压强增大,在等温条件下,体积减小,根据玻意耳定律。
初态:p1=(760-560)=200mmHg V1=(300+100+400)S=800S(mm3)
末态:p2=(760-160)=600(mmHg)
解得:l2=267mm 即空气柱的长度为267mm。
上述解答看起来没有什么问题,实际上,稍微思考一下,就会发现,答案不合理。因为解答结果认为空气柱的长度267mm,而AB段的总长度为300mm,这样就意味着水银柱可能进入AB管,而如果水银进入横着的BC管,压强就不再是(760-160)=600mmHg,因此,答案就不对了。
【正解】首先需要判断一下水银柱截去后剩余的水银柱会停留在什么地方。
(1)是否会停留在右侧竖直管内。由前面的分析可知是不可能的。
(2)是否会有部分水银柱留在竖直CE管中,即如图所示情况,由玻意耳定律可知
200×800S=(760-x)[300+100-(160-x)]S
160000=(760-x)(240+x)
解得:x1=40cm
x2=560mm
两个答案均与所设不符,所以这种情况也是不可能的。
(3)是否会出现水银柱充满BC管的情况,如图所示。
由玻意耳定律可知:
200×800S=(760+60)·l2·S
解得l2=195mm结果明显与实际不符,若真能出现上述情况,从几何关系很容易就可以知道l2=240mm,可见这种情况是不可能的。
(4)设水银柱部分进入BA管,部分留在BC管中,如图所示。
由玻意耳定律可知
200×800S=[760+(300-l2)]·l2S
解得
因此,本题的正确答案是:平衡后管内空气柱的长度为182.3mm。
【点评】通过本题的分析解答可看出,对于一个具体的物理问题,不能仅观注已知的数据,更要对题目所述的物理过程进行全面的分析,以确定出问题的真实物理过程。同时可以看到,真实物理过程的判断,又是以具体的已知条件及相应的物理规律为基础的,而不是“想当然”地捏造物理过程。
核心考点
试题【内径均匀的U型细玻璃管一端封闭,如图所示,AB段长30mm,BC段长10mm,CD段长40mm,DE段充满水银,DE=560mm,AD段充满空气,外界大气压p0】;主要考察你对气体实验定律等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.4瓶 | B.50瓶 | C.56瓶 | D.60瓶 |
问:
(1)在活塞上放一个质量为多少kg的砝码,使气缸内气体的体积为原来体积的4/5;
(2)要使体积恢复到V,应使气体温度升高到多少摄氏度?
(1)求气缸内气体最终的压强和体积;
(2)在p-V图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化(用箭头在图线上标出状态变化的方向).
(1)管中水银柱的长度L为多少cm?
(2)最后稳定时B空气柱的长度lB2为多少cm?
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