【題目】如圖所示,容器A和汽缸B都能導熱,均處于27℃的環(huán)境中,汽缸B上方與大氣連通,大氣壓強為P0=1.0×105Pa.開始時閥門K關(guān)閉。A內(nèi)為真空,其容積VA=1.2LB內(nèi)活塞橫截面積S=100cm2、質(zhì)量m=1kg,活塞下方充有理想氣體,其體積Vs=4.8L.活塞上方恰與汽缸上部接觸但沒有彈力。AB間連通細管體積不計,打開閥門K后使活塞緩慢下移。不計摩擦,g10m/s2。

①求穩(wěn)定后活塞的位置及活塞下移過程中汽缸B內(nèi)氣體對活塞做的功。

②穩(wěn)定后將閥門K再次關(guān)閉,然后把整個裝置放置于207℃的恒溫槽中。求活塞穩(wěn)定后汽缸B內(nèi)氣體的壓強。

【答案】(1) 0.12m 121.2J (2) 1.212×105Pa

【解析】本題考查氣體的狀態(tài)方程,需運用氣體的壓強、假設(shè)法、氣體實驗定律、理想氣體狀態(tài)方程等求解。

未打開閥門K時有:

打開閥門后,活塞緩慢下降

如果活塞穩(wěn)定時停留在汽缸底部,則此時氣體體積減小為1.2L,壓強會大于pB,不符合實際,故最終活塞未與汽缸底部接觸。

所以氣體的溫度、壓強均未變化,則體積也不變,設(shè)最終汽缸B中氣體體積為V1

則有: ,代入數(shù)據(jù)解得:V1=3.6L

活塞下移距離為:

所以穩(wěn)定后活塞的位置距汽缸頂部為0.12m。

氣體對活塞的作用力為:

做功為:

閥門K關(guān)閉,整個裝置放置于207的恒溫槽中,則活塞將上升,如果氣體發(fā)生等壓變化,設(shè)最終體積為V2,根據(jù)查理定律: ,

解得:

說明活塞最終停在汽缸頂部,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有:

代入數(shù)據(jù)解得:

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,物體A、B的質(zhì)量分別為m、2m,物體B置于水平面上,B物體上部半圓型槽的半徑為R,將物體A從圓槽右側(cè)頂端由靜止釋放,一切摩擦均不計。則

A. 能到達B圓槽的左側(cè)最高點

B. A運動到圓槽的最低點時A的速率為

C. A運動到圓槽的最低點時B的速率為

D. B向右運動的最大位移大小為

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A. 電場與磁場的比值為

B. 電場與磁場的比值為

C. 帶電粒子運動一個周期的時間為

D. 帶電粒子運動一個周期的時間為

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【題目】圖示ABCD為豎直放置的光滑絕緣細管道,其中AB部分是半徑為R的圓弧形管道,BCD部分是固定的水平管道,兩部分管道恰好相切于B點。水平面內(nèi)的MN、B三點連線構(gòu)成邊長為L的等邊三角形,MN連線過C點且垂直于BCD.兩個帶等量異種電荷的點電荷分別固定在M、N兩點,電荷量分別為+Q和﹣Q.現(xiàn)把質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球(小球直徑略小于管道內(nèi)徑,小球可視為點電荷),由管道的A處靜止釋放,已知靜電力常量為k,重力加速度為g,則(  )

A. 小球運動到B點時受到的電場力小于運動到C點時受到的電場力

B. 小球在B點時的電勢能小于在C點時的電勢能

C. 小球在A點時的電勢能等于在C點時的電勢能

D. 小球運動到C點時的速度為

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【題目】圖甲所示為探究加速度與物體所受合力的關(guān)系的實驗裝置。圖中A為小車,連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器B,它們均置于一端帶有定滑輪的足夠長的木板上,P為鉤碼,C為彈簧測力計,繩與滑輪間的摩擦可以忽略。

1)實驗時一定要進行的操作是_____(填選項前的字母)。

A.一端帶有定滑輪的長木板必須保持水平

B.小車靠近打點計時器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時記錄彈簧測力計的示數(shù)

C.改變P的質(zhì)量,打出幾條紙帶

D.為減小誤差,實驗中一定要保證P的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

2)按圖甲裝置(長木板水平放置)完成實驗,以彈簧測力計的示數(shù)F為橫坐標,以加速度a為縱坐標,圖乙中畫出的a﹣﹣F圖象可能正確的是_____(填選項字母).若測出的a﹣F圖象的斜率為k,則小車的質(zhì)量為_____。

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A. a、b線速度大小之比為

B. a、c角速度之比為

C. b、c向心加速度大小之比

D. a下一次通過c正上方所需時間等于

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A. 物塊c的質(zhì)量是(m1+m2sinθ

B. b棒放上導軌前,物塊c減少的重力勢能等于a、c增加的動能

C. b棒放上導軌后,a棒克服安培力所做的功等于a棒上消耗的電能

D. b棒放上導軌后,b棒中電流大小是

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C. 減小R時電壓表示數(shù)減小

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A. 所以粒子在磁場中運動經(jīng)歷最長的時間為

B. 所以粒子在磁場中運動經(jīng)歷最長的時間小于

C. 從磁場上邊界飛出的粒子經(jīng)歷最短的時間小于

D. 從磁場上邊界飛出的粒子經(jīng)歷最短的時間為

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