(9分)如圖所示,地面上有一質(zhì)量M="10" kg的圓形汽缸,缸內(nèi)橫截面積S ="0.01" m2,汽缸內(nèi)有用一輕活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體。一上端固定、勁度系數(shù)k=1000N/m的輕彈簧下端與活塞相連,彈簧自然長時,活塞離汽缸底部的距離l1="0.5" m,氣體溫度T1=500K。已知大氣壓強(qiáng)p0=l×105Pa,不計(jì)活塞與汽缸壁間的摩擦,取g="10" m/s2

①當(dāng)溫度降低到多少時,汽缸對地面恰好沒有壓力?
②若緩慢降溫至270 K時,汽缸將離開地面上升多高?

①T2 ="360" K   ②h=0.1m

解析試題分析:①對汽缸中封閉的理想氣體,初態(tài)p1=Po=l×105 Pa,V1=l1S,T1="500" K
設(shè)溫度為T2時,汽缸對地面恰好沒有壓力,此時彈簧伸長量x="Mg/k=0.1" m
此時氣體體積V2=(l1-x)S,氣體壓強(qiáng)P2=Po-Mg/S =9×104Pa
由理想氣體狀態(tài)方程得P1V1/T1=P2V2/T2
解得:T2 ="360" K
②緩慢降溫至T3 ="270" K時,壓強(qiáng)P3=P2,體積V3=(l1-x-h)S
由理想氣體狀態(tài)方程得P1V1/T1=P3V3/T3  
解得:h="0.1m"
考點(diǎn):本題考查理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用。

練習(xí)冊系列答案
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①爆裂前一瞬間,表內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多大;
②若爆裂時外界大氣壓是,請判斷手表的表盤玻璃是向外爆裂還是向內(nèi)爆裂?

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

(選修3-3).某同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化,實(shí)驗(yàn)后計(jì)算機(jī)屏幕顯示如圖所示的P-t圖像.已知在狀態(tài)B時氣體的體積為VB=3L,問:

(1)氣體由A→B,B→C各作什么變化?
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(12分)如圖所示,兩端開口、粗細(xì)均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中,管的上部有一定長度的水銀,兩段空氣柱被封閉在左右兩側(cè)的豎直管中.開啟上部連通左右水銀的閥門A,當(dāng)溫度為300 K平衡時水銀的位置如圖,其中左側(cè)空氣柱長度L1=50cm,左側(cè)空氣柱底部的水銀面與水銀槽液面高度差為h2=5cm,左右兩側(cè)頂部的水銀面的高度差為h1=5cm,大氣壓為75 cmHg。求:

①右管內(nèi)氣柱的長度L2,
②關(guān)閉閥門A,當(dāng)溫度升至405 K時,左側(cè)豎直管內(nèi)氣柱的長度L3

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D.其速度比在水中小,其波長比在水中長

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C.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象
D.用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象

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