某同学制作了一个结构如图(a)所示的温度计。一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动,管长0.5m。将一量程足够...
问题详情:
某同学制作了一个结构如图(a)所示的温度计。一端封闭的轻质细管可绕封闭端O自由转动,管长0.5m。将一量程足够大的力传感器调零,细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上,使细管保持水平、细线沿竖直方向。在气体温度为270K时,用一段水银将长度为0.3m的气柱封闭在管内。实验时改变气体温度,测得封闭气柱长度l和力传感器读数F之间的关系如图(b)所示(实验中大气压强不变)。
(1)管内水银柱长度为 m,为保*水银不溢出,该温度计能测得的最高温度为 K。
(2)若气柱初始长度大于0.3m,该温度计能测量的最高温度将 (选填:“增大”,“不变”或“减小”)。
(3)若实验中大气压强略有升高,则用该温度计测出的温度将 (选填:“偏高”,“不变”或“偏低”)。
【回答】
(1)0.1;360 (2)减小(3)偏低
【解析】(1)、由于轻质管可以绕O点转动,通过力矩关系有:设水银长度的一半为x,封闭气体长度为l,,研究气体长度为0.3m和0.35m两个位置,可以计算出水银长度为:;为保*水银不溢出,水银刚好到达管口,此时封闭气体长度为l=0.4m,则根据,可以算出此时温度为。
(2)、根据上题结论,从公式可以看出,后来温度与原来的气体长度有反比关系,所以该温度计能够测量的最大温度将会减小。
(3)、实验过程中大气压强增加,公式, 得到,温度会增加,但如果仍然用计算的话,会出现测量值偏低。
【考点定位】力矩,气体状态方程
【方法技巧】根据力矩的平衡计算水银长度,根据公式计算气体温度,根据公式判断测量值温度的变化。
知识点:各地高考
题型:实验,探究题