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高中物理
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综合题
1.
(2021高二下·黄冈期末)
如图所示,顶端开口、内壁装有卡口、底部侧壁开有小孔的气缸竖直放置,小孔与装有水银的U形玻璃管相通。现将光滑的活塞从气缸顶端开口处密封住缸内气体,并往活塞的上表面添加沙子,使活塞缓慢下移,直到活塞恰好与卡口接触但无压力,此时U形管两侧水银面高度差
。已知气缸内底到气缸顶部开口处的距离为
,活塞横截面积为
,缸外大气气压强恒定为
,水银的密度
,重力加速度g取
。假设缸外大气温度保持在
不变,气缸导热良好,缸内气体可看作理想气体,活塞厚度和质量不计,卡口厚度不计,U型管两侧直管足够长,内径极小。
(1) 求添加沙子的总质量m以及卡口到气缸底部的距离;
(2) 当活塞与卡口接触后,缸外大气温度从
缓慢降低至
,求该过程中U型管右侧直管中液面高度的变化量
。
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