18.如圖(a),一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置,橫截面積為S=2.0×10-3m2、質(zhì)量為m=4kg厚度不計(jì)的活塞與氣缸底部之間封閉了一部分氣體,此時(shí)活塞與氣缸底部之間的距離為24cm,在活塞的右側(cè)12cm處有一對(duì)與氣缸固定連接的卡環(huán),氣體的溫度為300K,大氣壓強(qiáng)P0=1.0×105Pa.現(xiàn)將氣缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到開口向下豎直放置,如圖(b)所示,取g=10m/s2.求:
(1)活塞與氣缸底部之間的距離;
(2)圖(b)中,要使活塞下降到與卡環(huán)接觸位置則封閉  氣體的溫度至少為多少?
(3)加熱缸中氣體到540K時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為多少?

分析 (1)氣缸水平放置時(shí),封閉氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng),當(dāng)氣缸豎直放置時(shí),封閉氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)加活塞重力產(chǎn)生的壓強(qiáng),由于兩種情況下氣體的溫度保持不變,根據(jù)等溫變化求出此時(shí)氣體的體積,根據(jù)氣體的體積可以求出活塞與氣缸底部之間的距離;
(2)氣體經(jīng)歷等壓變化,根據(jù)蓋-呂薩克定律列式求解.
(3)由360K到540K為等容變化,列出狀態(tài)參量,由查理定律即可求出.

解答 解:(1)氣缸水平放置時(shí),封閉氣體的壓強(qiáng):${P_1}=1.0×{10^5}Pa$ 體積:V1=24S    
當(dāng)氣缸豎直放置時(shí),封閉氣體的體積:V2=L2S   
封閉氣體的壓強(qiáng):${P_2}={P_0}-\frac{mg}{S}=(1.0×{10^5}-\frac{40}{{2×{{10}^{-3}}}})Pa=0.8×{10^5}Pa$
由于等溫變化,有${P_1}{V_1}={P_2}V_2^{\;}$
得 ${L_2}=\frac{{{P_1}{V_1}}}{{{P_2}S}}=\frac{{1.0×{{10}^5}×24S}}{{0.8×{{10}^5}S}}cm=30cm$
(2)設(shè)活塞剛到卡環(huán)時(shí)溫度為T3,此時(shí)V3=36S 
由于等壓變化,有$\frac{V_2}{T_2}=\frac{V_3}{T_3}$
得${T_3}=\frac{V_3}{V_2}{T_2}=\frac{36S}{30S}×300K=360K$
(3)由360K到540K為等容變化 
由$\frac{P_3}{T_3}=\frac{P_4}{T_4}$
得 ${P_4}=\frac{T_4}{T_3}P_3^{\;}=\frac{540}{360}×0.8×{10^5}Pa=1.2×{10^5}Pa$
答:(1)活塞與氣缸底部之間的距離是30cm;
(2)圖(b)中,要使活塞下降到與卡環(huán)接觸位置則封閉  氣體的溫度至少為360K;
(3)加熱缸中氣體到540K時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)為1.2×105Pa.

點(diǎn)評(píng) 該題考查幾種不同的情況下理想氣體的狀態(tài)方程的應(yīng)用,正確使用氣體狀態(tài)方程,并根據(jù)題目給出的條件求出氣體狀態(tài)參量,根據(jù)狀態(tài)方程求解即可.基礎(chǔ)題目.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.“假奶粉事件”發(fā)生后,國家加強(qiáng)了對(duì)奶粉的質(zhì)量檢查.檢驗(yàn)?zāi)谭壑械奶妓衔铮ㄌ牵┑暮渴且粋(gè)重要指標(biāo),可以用“旋光法”來測(cè)量糖溶液的濃度,從而鑒定含糖量.偏振光通過糖的水溶液后,偏振方向會(huì)相對(duì)于傳播方向向左或向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度α,這一角度α稱為“旋光度”,α的值只與糖溶液的濃度有關(guān),將α的測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)值相比較,就能確定被測(cè)樣品的含糖量了.如圖所示,S是自然光源,A、B是偏振片,轉(zhuǎn)動(dòng)B,使到達(dá)O處的光最強(qiáng),然后將被測(cè)樣品P置于A、B之間,則下列說法中正確的是(  )
A.到達(dá)O處光的強(qiáng)度不會(huì)明顯減弱
B.到達(dá)O處光的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱
C.將偏振片B轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,使得O處光強(qiáng)度最大,偏振片B轉(zhuǎn)過的角度小于α
D.將偏振片A轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,使得O處光強(qiáng)度最大,偏振片A轉(zhuǎn)過的角度等于α

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.實(shí)驗(yàn)桌上有下列實(shí)驗(yàn)儀器:
A.待測(cè)電源(電動(dòng)勢(shì)約3V,內(nèi)阻約7Ω):
B.直流電流表(量程0~0.6~3A,0.6A檔的內(nèi)阻約0.5Ω,3A檔的內(nèi)阻約0.1Ω)
C.直流電壓表(量程0~3~15V,3V檔內(nèi)阻約5kΩ,15V檔內(nèi)阻約25kΩ):
D.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為0~15Ω,允許最大電流為1A):
E.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為0~1000Ω,允許最大電流為0.2A):
F.開關(guān)、導(dǎo)線若干:
請(qǐng)解答下列問題:
①利用給出的器材測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,要求測(cè)量有盡可能高的精度且便于調(diào)節(jié),應(yīng)選擇的滑動(dòng)變阻器是D(填代號(hào)),應(yīng)選擇的電流表量程是0~0.6A(填量程),應(yīng)選擇的電壓表量程是0~3V(填量程).
②根據(jù)某同學(xué)測(cè)得的數(shù)據(jù)得知電動(dòng)勢(shì)E=3V,內(nèi)阻r=6Ω,某小燈泡的伏安特性曲線如圖所示,將此小燈泡與上述電源組成閉合回路,此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為0.375W.(保留3位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.下列說法中正確的是(  )
A.所有的能量守恒過程都能自發(fā)地發(fā)生
B.熱傳遞、摩擦生熱和氣體自由膨脹都是可逆過程
C.世界上有多種形式的能量如煤、石油、生物能等都來自太陽輻射的能量
D.能的轉(zhuǎn)化過程符合能量守恒定律,因此不會(huì)發(fā)生能源危機(jī)

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

13.如圖所示,左側(cè)是傾角為60°的斜面、右側(cè)是$\frac{1}{4}$圓弧面的物體固定在水平地面上,圓弧面底端切線水平.一根輕繩兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2的小球跨過其頂點(diǎn)上的小滑輪.當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí),連結(jié)m2 小球的輕繩與水平線的夾角為600,不計(jì)一切摩擦,兩小球視為質(zhì)點(diǎn).則兩小球的質(zhì)量之比ml:m2等于2:3;m2小球?qū)A弧面的壓力大小為$\frac{\sqrt{3}}{3}$ m2g.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.在物理學(xué)發(fā)展的過程中,許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步.對(duì)以下幾位物理學(xué)家所作科學(xué)貢獻(xiàn)的表述中,與事實(shí)相符的是( 。
A.哥白尼提出了日心說并發(fā)現(xiàn)了行星沿橢圓軌道運(yùn)行的規(guī)律
B.開普勒通過研究行星觀測(cè)記錄,發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三大定律
C.笛卡爾根據(jù)理想斜面實(shí)驗(yàn),提出了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
D.牛頓首先將實(shí)驗(yàn)事實(shí)和邏輯推理(包括數(shù)學(xué)推演)和諧地結(jié)合起來

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

3.將一個(gè)質(zhì)量為m的小球用長為L的不可伸長的細(xì)線懸掛起來,在外力作用下使細(xì)線偏離豎直方向的最大偏角為θ,則在此過程中外力對(duì)小球所做功的最小值為mgL(1-cosθ);若將小球從最大偏角處自由釋放,小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)的速度是$\sqrt{2gL(1-cosθ)}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.關(guān)于動(dòng)量變化量△p,下列說法正確的是(  )
A.△p越大,則末動(dòng)量越大B.△p>0,說明動(dòng)量增加
C.△p=0,則物體的動(dòng)量不變D.△p≠0,則物體的動(dòng)量大小發(fā)生變化

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.有關(guān)物體的動(dòng)量,下列說法正確的是(  )
A.某一物體的動(dòng)量改變,一定是速度大小改變
B.某一物體的動(dòng)量改變,一定是速度方向改變
C.某一物體的運(yùn)動(dòng)速度改變,其動(dòng)量可能不變
D.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,其動(dòng)量一定改變

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