2.如圖所示,兩個(gè)固定的水平氣缸,兩活塞由剛性桿連接,A的面積為SA=0.8m2,B的面積為SB=0.2m2,兩氣缸通過一根帶閥門K的細(xì)管連通(細(xì)管容積不計(jì)).開始時(shí)閥門K關(guān)閉,A中充有一定質(zhì)量的理想氣體,B內(nèi)為真空,開始時(shí)氣缸中的活塞與缸底的距離a=b=30cm,活塞靜止.設(shè)溫度不變,氣缸內(nèi)壁光滑,大氣壓強(qiáng)P0保持不變.求:
(i)此時(shí)A中氣體的壓強(qiáng);
(ii)打開閥門K后,活塞A、B向何處移動(dòng)?移動(dòng)多遠(yuǎn)?

分析 (i)以兩個(gè)活塞和桿整體為研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件列方程即可求解此時(shí)A中氣體的壓強(qiáng).
(ii)打開閥門K后,仍以兩個(gè)活塞為研究對(duì)象,根據(jù)平衡條件求出閥門打開后封閉氣體的壓強(qiáng),再由玻意耳定律求出兩部分氣體的長(zhǎng)度,由幾何關(guān)系即可求解活塞A、B移動(dòng)的距離;

解答 解:(i)以兩個(gè)活塞和桿整體為研究對(duì)象,設(shè)初始時(shí)刻壓強(qiáng)為P,則
$p{S}_{A}^{\;}={p}_{0}^{\;}({S}_{A}^{\;}-{S}_{B}^{\;})$
解得                 $p=\frac{3}{4}{p}_{0}^{\;}$
(ii)打開閥門K后,仍以兩個(gè)活塞為研究對(duì)象,設(shè)壓強(qiáng)為PAB,則
${p}_{AB}^{\;}({S}_{A}^{\;}-{S}_{B}^{\;})={p}_{0}^{\;}({S}_{A}^{\;}-{S}_{B}^{\;})$
解得                ${p}_{AB}^{\;}={p}_{0}^{\;}$
由氣態(tài)方程可得
$p{S}_{A}^{\;}a={p}_{AB}^{\;}({S}_{A}^{\;}{l}_{A}^{\;}+{S}_{B}^{\;}{l}_{B}^{\;})$
且                 ${l}_{A}^{\;}+{l}_{B}^{\;}=a+b$
解得                  ${l}_{A}^{\;}=10cm$
即活塞A、B向左移動(dòng),移動(dòng)了20cm                          
答:(i)此時(shí)A中氣體的壓強(qiáng)為$\frac{3}{4}{p}_{0}^{\;}$;
(ii)打開閥門K后,活塞A、B向左移動(dòng),移動(dòng)20m

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵是選擇恰當(dāng)研究對(duì)象由平衡條件求解氣體的壓強(qiáng),同時(shí)考查了氣體實(shí)驗(yàn)定律,關(guān)鍵是狀態(tài)參量的確定,注意幾何關(guān)系的應(yīng)用.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.要使兩質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力減小到原來的$\frac{1}{4}$.下列辦法中可行的是(  )
A.使兩質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量各減小一半,距離不變
B.使其中一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量減小到原來的$\frac{1}{4}$.距離減小剄原來的$\frac{1}{2}$
C.使兩質(zhì)點(diǎn)間的距離增為原來的4倍,質(zhì)量不變
D.使兩質(zhì)點(diǎn)間的距離和質(zhì)量都減為原來的$\frac{1}{4}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

16.圖為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)閃光照片的一部分(A不是平拋出點(diǎn)),圖中背景是邊長(zhǎng)5cm的小方格.
(1)閃光的頻率是10Hz; 
(2)小球運(yùn)動(dòng)的初速度是1.5m/s,
(3)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速率2.5m/s( 重力加速度g取10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

10.如圖所示,一個(gè)粗細(xì)均勻的“∩”形導(dǎo)熱玻璃管豎直放置,“∩”形管左端封閉一段空氣柱(可視為理想氣體)長(zhǎng)L=15cm,右端開口向下,大氣壓強(qiáng)P0=75cmHg,管內(nèi)的兩端水銀面高度差h=5cm,環(huán)境溫度T0=300k.
①保持溫度不變,讓該管在豎直平面自由落體,求兩端水銀面高度差h′;
②若讓管子靜止在豎直平面內(nèi),改變環(huán)境溫度使兩端液面相平,求此時(shí)環(huán)境溫度(水銀不溢出).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.如圖所示,質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線懸于O點(diǎn),與O點(diǎn)處于同一水平線上的P點(diǎn)處有一根光滑的細(xì)釘,已知OP=$\frac{1}{2}$L,在A點(diǎn)給小球一個(gè)水平向左的初速度v0,發(fā)現(xiàn)小球恰能到達(dá)跟P點(diǎn)在同一豎直線上的最高點(diǎn)B,求:
(1)若不計(jì)空氣阻力,則初速度v0多大?
(2)若初速度v0=3$\sqrt{gL}$,則小球在從A到B的過程中克服空氣阻力做了多少功?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,一輛汽車從凸橋上的A點(diǎn)勻速率運(yùn)動(dòng)到等高的B點(diǎn),以下說法中正確的是(  )
A.汽車所受的合外力做功不為零
B.汽車在運(yùn)動(dòng)過程中所受合外力為零
C.牽引力對(duì)汽車做的功等于汽車克服阻力做的功
D.由于車速不變,所以汽車從A到B過程中機(jī)械能不變

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.如圖所示ABCD為一顆衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道.A、B為橢圓軌道長(zhǎng)軸端點(diǎn),A點(diǎn)到地面距離可忽略,B、D為橢圓軌道短軸端點(diǎn).關(guān)于該衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng),以下說法正確的是(  )
A.A點(diǎn)的速度可能大于7.9km/s
B.C點(diǎn)的速度一定小于7.9km/s
C.衛(wèi)星在A點(diǎn)時(shí)引力的功率最大
D.衛(wèi)星由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),萬有引力的平均功率大于衛(wèi)星由B運(yùn)動(dòng)到D萬有引力的平均功率

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.如圖所示,扶梯水平臺(tái)階上的人隨扶梯一起斜向上勻速運(yùn)動(dòng),下列說法錯(cuò)誤的是( 。
A.重力對(duì)人做負(fù)功B.支持力對(duì)人做正功
C.力對(duì)人做正功D.合外力對(duì)人做功為零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

12.在核反應(yīng)堆里,用石墨作減速劑,使鈾核裂變所產(chǎn)生的快中子通過與碳核不斷的碰撞而被減速.假設(shè)中子與碳核發(fā)生的是彈性正碰,且碰撞前碳核是靜止的.已知碳核的質(zhì)量近似為中子質(zhì)量的12倍,中子原來的動(dòng)能為E0,試求:經(jīng)過一次碰撞后中子的能量變?yōu)槎嗌伲?/div>

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案