某同學製作了一個結構如圖(a)所示的温度計。一端封閉的輕質細管可繞封閉端O自由轉動,管長0.5m。將一量程足夠...
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問題詳情:
某同學製作了一個結構如圖(a)所示的温度計。一端封閉的輕質細管可繞封閉端O自由轉動,管長0.5m。將一量程足夠大的力傳感器調零,細管的開口端通過細線掛於力傳感器掛鈎上,使細管保持水平、細線沿豎直方向。在氣體温度為270K時,用一段水銀將長度為0.3m的氣柱封閉在管內。實驗時改變氣體温度,測得封閉氣柱長度l和力傳感器讀數F之間的關係如圖(b)所示(實驗中大氣壓強不變)。
(1)管內水銀柱長度為 m,為保*水銀不溢出,該温度計能測得的最高温度為 K。
(2)若氣柱初始長度大於0.3m,該温度計能測量的最高温度將 (選填:“增大”,“不變”或“減小”)。
(3)若實驗中大氣壓強略有升高,則用該温度計測出的温度將 (選填:“偏高”,“不變”或“偏低”)。
【回答】
(1)0.1;360 (2)減小(3)偏低
【解析】(1)、由於輕質管可以繞O點轉動,通過力矩關係有:設水銀長度的一半為x,封閉氣體長度為l,,研究氣體長度為0.3m和0.35m兩個位置,可以計算出水銀長度為:;為保*水銀不溢出,水銀剛好到達管口,此時封閉氣體長度為l=0.4m,則根據,可以算出此時温度為。
(2)、根據上題結論,從公式可以看出,後來温度與原來的氣體長度有反比關係,所以該温度計能夠測量的最大温度將會減小。
(3)、實驗過程中大氣壓強增加,公式, 得到,温度會增加,但如果仍然用計算的話,會出現測量值偏低。
【考點定位】力矩,氣體狀態方程
【方法技巧】根據力矩的平衡計算水銀長度,根據公式計算氣體温度,根據公式判斷測量值温度的變化。
知識點:各地高考
題型:實驗,探究題
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