【題目】扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象.如圖所示,截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上,開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為300K,壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)P0.當(dāng)封閉氣體溫度上升到303K時,杯蓋恰好被整體頂起,放出少許氣體后又落回桌面,其內(nèi)部氣體壓強(qiáng)立刻減為P0 ,溫度仍為303K.再經(jīng)過一段時間,內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300K.整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體.求:

(1)當(dāng)溫度上升到303K且尚未放氣時,封閉氣體的壓強(qiáng);

(2)當(dāng)溫度恢復(fù)到300K時,豎直向上提起杯蓋所需的最小力.

【答案】IP0;

P0S

【解析】試題分析:(I)分析初末狀態(tài)的氣體狀態(tài)參量,由查理定律可求得后來的壓強(qiáng);

II)對開始杯蓋剛好被頂起列平衡方程;再對后來杯內(nèi)的氣體分析,由查理定律及平衡關(guān)系列式,聯(lián)立求解最小力.

解:(I)以開始封閉的氣體為研究對象,由題意可知,初狀態(tài)溫度T0=300K,壓強(qiáng)為P0,末狀態(tài)溫度T1=303,壓強(qiáng)設(shè)為P1,由查理定律得:

=

代入數(shù)據(jù)解得:

P1=P0;

II)設(shè)杯蓋的質(zhì)量為m,剛好被頂起時,由平衡條件得:

P1S=P0S+mg

放出少許氣體后,以杯蓋內(nèi)的剩余氣體為研究對象,由題意可知,初狀態(tài)溫度為T2=303K,壓強(qiáng)P2=P0;末狀態(tài)溫度T3=300K,壓強(qiáng)設(shè)為P3,由查理定律得

=

設(shè)提起杯蓋所需的最小力為F,由平衡條件得:

F+P3S=P0S+mg

聯(lián)立以上各式,代入數(shù)據(jù)得:

F=P0S;

答:(I)當(dāng)溫度上升到303K且尚未放氣時,封閉氣體的壓強(qiáng)為P0;

)當(dāng)溫度恢復(fù)到300K時,豎直向上提起杯蓋所需的最小力為P0S;

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】汽車以恒定的速率通過一圓弧形拱橋,當(dāng)它位于拱橋頂部時,下列說法正確的是(  )

A. 汽車處于超重狀態(tài)

B. 汽車對拱橋的壓力等于其重力

C. 汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力和向心力的作用

D. 汽車受到的重力和支持力的合力提供它所需的向心力,方向指向圓弧的圓心

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在滑冰場上,甲、乙兩小孩分別坐在滑冰板上,原來靜止不動,在相互猛推一下后分別向相反方向運(yùn)動。假定兩板與冰面間的摩擦因數(shù)相同。已知甲在冰上滑行的距離比乙遠(yuǎn),這是由于:

A. 在推的過程中,甲推乙的力小于乙推甲的力

B. 在推的過程中,甲推乙的時間小于乙推甲的時間

C. 在剛分開時,甲的初速度大于乙的初速度

D. 在分開后,甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)在做驗(yàn)證力的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)時,下列敘述中錯誤的是

A.同一次實(shí)驗(yàn),結(jié)點(diǎn)的位置必須都拉到同一位置O點(diǎn),不能隨意變動

B.用兩只彈簧秤拉橡皮條時,應(yīng)使兩細(xì)繩之間的夾角總為90度,以便于算出合力的大小

C.兩個分力F1F2間的夾角盡量大些,大小要適當(dāng)大些

D.實(shí)驗(yàn)中,彈簧秤必須與木板平行,讀數(shù)時視線要正對彈簧秤刻度

2)某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證平行四邊形定則,他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子,設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn):

將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子AB上,另一端與第三條橡皮筋連接,結(jié)點(diǎn)為O,將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物,如圖所示:為完成該實(shí)驗(yàn),下述操作中必需的是

a. 測量細(xì)繩的長度

b. 測量橡皮筋的原長

c. 測量懸掛重物后橡皮筋的長度

d. 記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】科研人員乘氣球進(jìn)行科學(xué)考察。氣球、座艙、壓艙物和科研人員的總質(zhì)量為990 kg.氣球在空中停留一段時間后,發(fā)現(xiàn)氣球漏氣而下降,及時堵住。堵住時氣球下降速度為1 m/s,且做勻加速運(yùn)動,4 s內(nèi)下降了 12m,為使氣球安全著陸,向艙外緩慢拋出一定的壓艙物,此后發(fā)現(xiàn)氣球做勻減速運(yùn)動,下降速度在5分鐘內(nèi)減少了 3 m/s.若空氣阻力和泄漏氣體的質(zhì)量均可忽略,重力加速度g=9.89m/s2 ,求拋掉的壓艙物的質(zhì)量。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物體在四個共點(diǎn)力作用下保持平衡,撤去F1而保持其他三個力不變,則此時物體的合力F

A. 大小等于F1,方向與F1相反 B. 大小等于F1,方向與F1相同

C. 大小大于F1,方向與F1相反 D. 由于運(yùn)動狀態(tài)不明確,無法確定

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長為L、內(nèi)壁光滑的直管與水平地面成30°角固定放置。將一質(zhì)量為m的小球固定在管底,用一輕質(zhì)光滑細(xì)線將小球與質(zhì)量為M=km的小物塊相連,小物塊懸掛于管口。現(xiàn)將小球釋放,一段時間后,小物塊落地靜止不動,小球繼續(xù)向上運(yùn)動,通過管口的轉(zhuǎn)向裝置后做平拋運(yùn)動,小球在轉(zhuǎn)向過程中速率不變。(重力加速度為g)

(1)求小球從管口拋出時的速度大小;

(2)試證明小球平拋運(yùn)動的水平位移總小于

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,將小砝碼置于桌面上的薄紙板上,用水平向右的拉力將紙板迅速抽出,砝碼的移動很小,幾乎觀察不到,這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn).若砝碼和紙板的質(zhì)量分別為m1m2,各接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g.

(1)當(dāng)紙板相對砝碼運(yùn)動時,求紙板所受摩擦力的大;

(2)要使紙板相對砝碼運(yùn)動,求所需拉力的大;

(3)本實(shí)驗(yàn)中,m10.5 kg,m20.1 kg,μ0.2,砝碼與紙板左端的距離d0.1 m,取g10 m/s2.若砝碼移動的距離超過l0.002 m,人眼就能感知.為確保實(shí)驗(yàn)成功,紙板所需的拉力至少多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】明代詩人曾寫這樣一首詩:空手把鋤頭,步行騎水牛,人在橋上走,橋流水不流。其中橋流水不流中的橋流是以下列哪個物體為參考系的( )

A. B. C. D. 河岸

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案