分析 (1)對A和B組成的系統(tǒng),由力的平衡方程求活塞A的質(zhì)量
(2)封閉氣體先等壓變化,根據(jù)蓋-呂薩克定律求出A剛到達連接處時的溫度;之后再降溫,當繩上拉力恰好為0時溫度最低,對活塞B根據(jù)力平衡求出封閉氣體的壓強,由A和B從靜止到B開始上移的繼續(xù)降溫過程中,缸內(nèi)空氣保持體積不變,由查理定律列式求出最低溫度
解答 解:(1)對A和B組成的系統(tǒng),力的平衡方程為:
${p}_{0}^{\;}{S}_{A}^{\;}+{p}_{1}^{\;}{S}_{B}^{\;}+({m}_{A}^{\;}+{m}_{B}^{\;})g={p}_{0}^{\;}{S}_{B}^{\;}+{p}_{1}^{\;}{S}_{A}^{\;}$
解得:${m}_{A}^{\;}=\frac{{p}_{1}^{\;}({S}_{A}^{\;}-{S}_{B}^{\;})-{p}_{0}^{\;}({S}_{A}^{\;}-{S}_{B}^{\;})}{g}=1kg$
(2)A與B保持2L距離一同緩慢移動的降溫過程,因A和B仍視為平衡狀態(tài),所以壓強不變.當A剛到連接處時,缸內(nèi)空氣體積為:
${V}_{2}^{\;}=2L{S}_{B}^{\;}$
此時溫度為${T}_{2}^{\;}$,由蓋-呂薩克定律有:$\frac{{V}_{1}^{\;}}{{T}_{1}^{\;}}=\frac{{V}_{2}^{\;}}{{T}_{2}^{\;}}$
$\frac{L{S}_{A}^{\;}+L{S}_{B}^{\;}}{{T}_{1}^{\;}}=\frac{2L{S}_{B}^{\;}}{{T}_{2}^{\;}}$
解得:${T}_{2}^{\;}=\frac{2{S}_{B}^{\;}}{{S}_{A}^{\;}+{S}_{B}^{\;}}{T}_{1}^{\;}=\frac{2}{3}×600K=400K$
對活塞B,因靜止,由力的平衡方程確定其剛開始上移時(線的拉力為0)缸內(nèi)氣體此時的壓強為${p}_{3}^{\;}$,有:
${p}_{3}^{\;}{S}_{B}^{\;}+{m}_{B}^{\;}g={p}_{0}^{\;}{S}_{B}^{\;}$
解得:${p}_{3}^{\;}={p}_{0}^{\;}-\frac{{m}_{B}^{\;}g}{{S}_{B}^{\;}}=0.9×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$
由A和B從靜止到B開始上移的繼續(xù)降溫過程中,缸內(nèi)空氣保持體積不變,由查理定律得:$\frac{{p}_{2}^{\;}}{{T}_{2}^{\;}}=\frac{{p}_{3}^{\;}}{{T}_{3}^{\;}}$
解得:${T}_{3}^{\;}=\frac{{p}_{3}^{\;}}{{p}_{2}^{\;}}{T}_{2}^{\;}=\frac{0.9×1{0}_{\;}^{5}}{1.2×1{0}_{\;}^{5}}×400K=300K$
答:①活塞A的質(zhì)量${m}_{A}^{\;}$為1kg
②氣體的最低溫度300K
點評 本題關鍵明確封閉氣體的初末狀態(tài),然后結合氣體實驗定律列式求解;同時要對活塞和桿整體受力分析并結合平衡條件求解氣體的壓強
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 小球線速度沒有變化 | |
B. | 小球的角速度突然增大到原來的2倍 | |
C. | 小球的向心加速度突然增大到原來的2倍 | |
D. | 懸線對小球的拉力來突然增大到原來的2倍 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 沿物體做圓周運動的軌跡的切線方向 | |
B. | 沿圓盤平面背離轉(zhuǎn)軸 | |
C. | 沿圓盤平面指向轉(zhuǎn)軸 | |
D. | 無法確定 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 加速度和速度都變化,但物體所受合力不變 | |
B. | 合外力的方向不一定垂直于速度方向 | |
C. | 勻速圓周運動是勻變速曲線運動,其加速度恒定不變 | |
D. | 做勻速圓周運動的物體在任意相等時間內(nèi)的平均速度都相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | vx=$\frac{{v}_{0}}{cosθ}$ | B. | vx=v0cosθ | C. | vx=$\frac{{v}_{0}}{sinθ}$ | D. | vx=v0sinθ |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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