【題目】如圖所示，固定的絕熱汽缸內(nèi)有一質(zhì)量為m的“T”形絕熱活塞（體積可忽略），距汽缸底部h0處連接一U形管（管內(nèi)氣體的體積忽略不計）。初始時，封閉氣體溫度為T0，活塞距離汽缸底部為1.5h0。已知水銀的密度為ρ，大氣壓強為p0，汽缸橫截面積為S，活塞豎直部分長為1.2h0，重力加速度為g。試求：

（1）初始時，兩邊水銀柱的高度差h；

（2）緩慢降低氣體溫度，“T”形絕熱活塞剛好接觸汽缸底部時的溫度；

（3）改變氣體溫度，兩邊水銀面相平時的溫度。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）選取活塞為研究對象，對其受力分析并根據(jù)平衡條件有
p0S+mg=pS①
可得被封閉氣體壓強p=p0+ ②
設初始時水銀柱兩液面高度差為h，則被封閉氣體壓強
p=p0+ρgh③
聯(lián)立以上兩式可得，初始時液面高度差為h=
（2）氣體等壓變化初狀態(tài)：p1=p0+mg/S，V1=1.5h0S，T1=T0；

末狀態(tài)：p2=p1，V2=1.2h0S，T2=？
根據(jù)

解得T2=0.8T0

（3）降低溫度直至液面相平的過程中，被封閉氣體先等壓變化，后等容變化．
初狀態(tài)：p1=p0+mg/S，V1=1.5h0S，T1=T0；
末狀態(tài)：p2=p0，V2=1.2h0S，T2=？
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有
代入數(shù)據(jù)，可得T2＝

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電磁打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始豎直下落，利用此裝置測量重物下落過程中所受的阻力。

（1）對于該實驗，下列說法正確的是____。

A．打點計時器必須接220 V、50 Hz的交流電源

B．釋放紙帶前，提著紙帶的手應靠近打點計時器

C．釋放重物前先接通電源

（2）某實驗小組測得重物的質(zhì)量為m，對利用上述實驗裝置得出的紙帶，測得DE=s1，EF =s2，已知打點周期為T，A、B、C、D、E、F、G為選取的連續(xù)計時點，當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g，則重物下落的過程巾受到的阻力為____。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，ABC是一條由傾斜軌道AB和水平軌道BC組成的絕緣軌道，固定在桌面上，其中AB軌道的傾角θ=27°，水平軌道的長度L=0.8m，一質(zhì)量m=3.2×10-2kg、電荷量q=—1.0×10-2C的可視為質(zhì)點的滑塊以初速度v0=3m/s沿軌道上p點恰好勻速滑下，從C點飛出后落在水平地面上的M點上，已知滑塊與兩軌道間的動摩擦因數(shù)相同，sin27°=0.45，cos27°=0.90，g=10m/s2，求：

（1）求滑塊與軌道之間的動摩擦因數(shù)；

（2）求滑塊從B點運動到C點所用的時間；

（3）現(xiàn)在BE和CF之間的區(qū)域加上勻強電場，方向垂直 水平軌道，仍將滑塊以初速度v0=3m/s沿軌道上P點滑下，發(fā)現(xiàn)從C點飛出后落在水平地面的N點上，M點處在N點到C點水平距離的中點上，求勻強電場的電場強度的大小和方向。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】由某種金屬材料制成的圓柱形導體，將其兩端與電源連接，會在導體內(nèi)部形成勻強電場，金屬中的自由電子會在電場力作用下發(fā)生定向移動形成電流。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，該金屬單位體積的自由電子數(shù)為n。

（1）若電源電動勢為E，且內(nèi)阻不計，

a. 求電源從正極每搬運一個自由電子到達負極過程中非靜電力所做的功W非；

b. 從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度推導：導體兩端的電壓U等于電源的電動勢E；

（2）經(jīng)典的金屬電子論認為：在外電場（由電源提供的電場）中，金屬中的自由電子受到電場力的驅(qū)動，在原熱運動基礎上疊加定向移動，如圖所示。在定向加速運動中，自由電子與金屬正離子發(fā)生碰撞，自身停頓一下，將定向移動所獲得的能量轉(zhuǎn)移給金屬正離子，引起正離子振動加劇，金屬溫度升高。自由電子在定向移動時由于被頻繁碰撞受到阻礙作用，這就是電阻形成的原因。

自由電子定向移動的平均速率為v，熱運動的平均速率為u，發(fā)生兩次碰撞之間的平均距離為x。由于v<<u，所以自由電子發(fā)生兩次碰撞的時間間隔主要由熱運動決定。自由電子每次碰撞后的定向移動速率均變?yōu)榱恪?/span>

a. 求該金屬的電阻率ρ，并結(jié)合計算結(jié)果至少說明一個與金屬電阻率有關的宏觀因素；

b. 該導體長度為L，截面積為S。若將單位時間內(nèi)導體中所有自由電子因與正離子碰撞而損失的動能之和設為ΔEk，導體的發(fā)熱功率設為P，試證明P=ΔEk。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始．經(jīng)歷ab、bc、ca三個過程回到原狀態(tài)，其V-T圖象如圖所示。下列判斷正確的是______

A．a(chǎn)b過程中氣體一定放熱

B．a(chǎn)b過程中氣體對外界做功

C．bc過程中氣體內(nèi)能保持不變

D．bc過程中氣體一定吸熱

E．ca過程中容器壁單位面積受到氣體分子的撞擊力一定減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，加速電場電壓為U1，偏轉(zhuǎn)電場電壓為U2，B為右側(cè)足夠大的有左邊界勻強磁場， 一束由，，組成的粒子流在O1處靜止開始經(jīng)U1加速，再經(jīng)U2偏轉(zhuǎn)后進入右側(cè)勻強磁場，且均能從左邊界離開磁場。不計粒子間相互作用，則下列說法正確的是 （ ）-

A. 三種粒子在電場中會分為兩束

B. 三種粒子在磁場中會分為兩束

C. 三種粒子進磁場位置和出磁場位置間的距離比為1：：

D. 三種粒子進磁場位置和出磁場位置間的距離都與U2無關

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】手機給人民生活帶來很多便利，如導航軟件不僅極大地方便了出行的人們，更是緩解了城市交通壓力。下面是某位游客司機準備從上海浦東國際機場附近前往上海迪士尼度假區(qū)，導航規(guī)劃了三條路線，下列說法錯誤的是

A. 研究汽車在地圖上的實時位置，可以把汽車看成質(zhì)點

B. 圖中的40分鐘、38分鐘、45分鐘都表示時間間隔

C. 圖中的28公里、28.6公里、26.5公里分別表示路程

D. 三條路徑路程不同、時間不同、位移也不同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在方向豎直向上、磁感應強度大小為B的勻強磁場中，有兩條相互平行且相距為d的光滑固定金屬導軌和，兩導軌間用阻值為R的電阻連接，導軌的傾角均為，導軌在同一水平面上， ，傾斜導軌和水平導軌用相切的小段光滑圓弧連接。質(zhì)量為m的金屬桿CD從與處時的速度恰好達到最大，然后沿水平導軌滑動一段距離后停下。桿CD始終垂直導軌并與導軌保持良好接觸，空氣阻力、導軌和桿CD的電阻均不計，重力加速度大小為g，求：

（1）桿CD到達處的速度大小；

（2）桿CD沿傾斜導軌下滑的過程通過電阻R的電荷量q1以及全過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q；

（3）桿CD沿傾斜導軌下滑的時間及其停止處到的距離s。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，水平面上的兩光滑金屬導軌平行固定放置，間距d＝0.5 m，電阻不計，左端通過導線與阻值R＝2 Ω的電阻連接，右端通過導線與阻值RL＝4 Ω的小燈泡L連接。在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上的勻強磁場，CE長 l＝2 m，有一阻值r＝2 Ω的金屬棒PQ放置在靠近磁場邊界CD處(恰好不在磁場中)。CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應強度B隨時間變化如圖乙所示。在t＝0至t＝4 s內(nèi)，金屬棒PQ保持靜止，在t＝4 s時使金屬棒PQ以某一速度進入磁場區(qū)域并保持勻速運動。已知從t＝0開始到金屬棒運動到磁場邊界EF處的整個過程中，小燈泡的亮度沒有發(fā)生變化。求：

(1)通過小燈泡的電流；

(2)金屬棒PQ在磁場區(qū)域中運動的速度大小。

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