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112-分科測驗-物理-題組-22-23
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某生自製水銀氣壓計來進行實驗。他將裝滿水銀的圓柱形平底長玻璃試管垂直倒立沒入水銀槽內,並以外力使閉口端高出水銀槽液面
H
H
H
公分,閉口端的玻璃厚度可忽略。當到達靜態平衡時,液體中同一水平高度上的各點壓力必相等,此時試管內水銀液面和水銀槽液面的高度差為
h
h
h
公分,如圖 6 所示。假設若發生
H
>
h
H>h
H
>
h
的情況時,試管內的水銀面上方始終為真空。已知 1 個標準大氣壓等於 76 公分水銀柱高,記為 76 cm-Hg。試依據上述資訊與圖 6,回答以下問題。
若水銀槽上方的氣壓等於 1 個標準大氣壓,並施以外力使
H
−
h
=
5
H-h=5
H
−
h
=
5
且保持靜止,下列敘述哪些正確?
今將水銀槽上方的外界空氣始終保持在 1 個標準大氣壓,初始時
H
=
70
H=70
H
=
70
,接著改變外力上拉試管,使
H
H
H
增加為 80。計算外力在上拉試管 10 cm 的前後,水銀的位能變化為何?
J
J
J
假設試管的截面積為 5
c
m
2
\mathrm{cm}^2
cm
2
,試管的重量可忽略,水銀槽液面的高度變化可忽略,水銀密度為
13.6
g
/
c
m
3
13.6~\mathrm{g/cm^3}
13.6
g/c
m
3
,重力加速度為
10
m
/
s
2
10 ~\mathrm{m/s^2}
10
m/
s
2
。
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