20．如圖甲所示，內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸水平放置，在氣缸的左上角有一個(gè)與外界相通的閥門(mén)，氣缸中有一可自由移動(dòng)的導(dǎo)熱活塞將氣缸隔成A、B兩部分．當(dāng)活塞穩(wěn)定時(shí)，活塞居于氣缸的中間位置．現(xiàn)關(guān)閉閥門(mén)，逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸使其豎直放置，如圖乙所示．當(dāng)再次穩(wěn)定時(shí)，活塞與氣缸頂端的距離為氣缸高度的$\frac{2}{3}$．設(shè)活塞的橫截面積為s，外界大氣壓強(qiáng)為Po．重力加速度為g，試求活塞的質(zhì)量．

分析 對(duì)兩部分氣體分別使用等溫變化規(guī)律，再利用活塞受力平衡建立聯(lián)系，可求出活塞質(zhì)量．

解答 解：設(shè)氣缸長(zhǎng)度為L(zhǎng)，轉(zhuǎn)至豎直位置時(shí)A、B氣體壓強(qiáng)分別為pA、pB．
對(duì)A部分氣體有：${p}_{0}\frac{L}{2}S={p}_{A}\frac{L}{3}S$，
對(duì)B部分氣體有：${p}_{0}\frac{L}{2}S={p}_{B}\frac{2L}{3}S$，
豎直位置時(shí)，對(duì)活塞有：pAS=pBS+mg，
解得：$m=\frac{3{p}_{0}S}{4g}$．
答：活塞的質(zhì)量為$\frac{3{p}_{0}S}{4g}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查兩部分氣體的等溫變化，為避免錯(cuò)誤，活塞的平衡方程使用受力平衡，而一般不用氣壓平衡．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

10．為了測(cè)定電流表A1的內(nèi)阻，某同學(xué)采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路．其中：
A1是待測(cè)電流表，量程為300μA，內(nèi)阻約為100Ω；
A2是標(biāo)準(zhǔn)電流表，量程是200μA；
A1是電阻箱，阻值范圍是0～999.9Ω；
A2是滑動(dòng)變阻器；
A3是保護(hù)電阻；
E是電池組，電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻不計(jì)；
S1是單刀單擲開(kāi)關(guān)，S2是單刀雙擲開(kāi)關(guān)．
（1）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器采用限流接法（填“分壓”或“限流”）．
（2）請(qǐng)將該同學(xué)的操作補(bǔ)充完整：
①連接好電路，將滑動(dòng)變阻器R2的滑片移到最左端（填“左端”或“右端”）；將開(kāi)關(guān)S2扳到接點(diǎn)a處，接通開(kāi)關(guān)S1；調(diào)整滑動(dòng)變阻器R2，使電流表A2的示數(shù)是150μA．
②將開(kāi)關(guān)S2扳到接點(diǎn)b處，保持R2不變，調(diào)節(jié)電阻箱R1，使電流表A2的示數(shù)仍是150μA．③若此時(shí)電阻箱各旋鈕的位置如圖2所示，則待測(cè)電流表A1的內(nèi)阻Rg=86.3Ω．
（3）上述實(shí)驗(yàn)中，無(wú)論怎樣調(diào)整滑變阻器R2的滑動(dòng)位置，都要保證兩只電流表的安全．在下面提供的四個(gè)電阻中，保護(hù)電阻R3應(yīng)選用B．（填寫(xiě)阻值前相應(yīng)的字母）
A.300kΩ  B.30kΩ  C.15kΩ  D.150kΩ

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

11．有一極地氣象衛(wèi)星運(yùn)行軌道是圓形的（經(jīng)過(guò)地球的兩極地區(qū)上方），它的周期為地球同步衛(wèi)星周期的一半，分別在每天（即衛(wèi)星兩個(gè)周期）兩次經(jīng)過(guò)某地面同一地點(diǎn)的上方，為拍攝同一地區(qū)上方的云層變化提供了方便．下列關(guān)于該氣象衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的比較正確的是（　　）
A．軌道半徑之比為$\root{3}{2}$：2
B．線速度之比為2：1
C．質(zhì)最相同的上述氣象衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星相比，氣象衛(wèi)星的機(jī)械能大
D．質(zhì)量相同的上述氣象衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的動(dòng)能之比為$\root{3}{4}$：1

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

8．如圖所示電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，R0為固定電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的觸頭向上移動(dòng)時(shí)，下列論述正確的是（　�。�
A．燈泡L一定變亮B．安培表的示數(shù)變小
C．伏特表的示數(shù)變小D．R0消耗的功率變小

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

15．如圖所示，靠在豎直粗糙墻壁上的物塊，受到一隨時(shí)間變化規(guī)律為F=kt的水平力作用，在t=0時(shí)被無(wú)初速釋放，用f、a、v和△Ep分別表示物塊所受的摩擦力、物塊的加速度、物塊的速度和重力勢(shì)能變化量，下列圖象能正確描述上述物理量隨時(shí)間變化規(guī)律的是（　�。�
A．B．C．D．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

5．所圖所示，一直立的汽缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定量的理想氣體，活塞橫截面積為S，汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的，開(kāi)始活塞被固定，打開(kāi)固定螺栓K，活塞下落，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)時(shí)間后，活塞停在B點(diǎn)，已知AB=h，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g．
①求活塞停在B點(diǎn)時(shí)缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)．
②若周?chē)h(huán)境溫度保持不變，求整個(gè)過(guò)程中通過(guò)缸壁傳遞的熱量Q．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

12．下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．熱現(xiàn)象的微觀理論認(rèn)為，構(gòu)成物體的各個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)都是無(wú)規(guī)則的、帶有偶然性的，但大量分子的運(yùn)動(dòng)卻有一定的規(guī)律
B．從微觀角度看，一定量氣體壓強(qiáng)的大小跟兩個(gè)因素有關(guān)：一個(gè)是氣體分子的最大速率，一個(gè)是分子的數(shù)目
C．某些物質(zhì)在不同條件下能夠形成不同的晶體．如金剛石是晶體，石墨也是晶體，但它們都是由碳原子組成的
D．內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

9．如圖所示，A、B兩個(gè)物塊之間用輕彈簧相連，第一次A在上，B在下；第二次B在上，A在下；且mA＞mB，分別用F1力和F2力作用在A、B上，使下面的物塊剛好離開(kāi)地面，且系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)撤去F1、F2，A、B物體可以沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，A、B物體向下運(yùn)動(dòng)時(shí)下降最大距離分別為h1和h2，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．F1＜F2B．F1＞F2C．h1=h2D．h1＞h2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

10．如圖所示，空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)分為Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)區(qū)域．其邊界為MN、PQ，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向如圖所示，I區(qū)域高度為d，Ⅱ區(qū)域的高度足夠大．一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電的小球從磁場(chǎng)上方的O點(diǎn)由靜止開(kāi)始下落，進(jìn)入電、磁復(fù)合場(chǎng)后，恰能作勻速率運(yùn)動(dòng)．
（1）若帶電小球能進(jìn)入Ⅱ區(qū)域，h應(yīng)滿足什么條件？
（2）若帶電小球經(jīng)一定的時(shí)間后恰能回到O點(diǎn)，h應(yīng)滿足什么條件？
（3）若帶電小球第一次射出邊界MN時(shí)與射入點(diǎn)相距為d，h應(yīng)滿足什么條件？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案