【題目】“蛟龍?zhí)?/span>”載人深潛器上有一個(gè)可測(cè)量下潛深度的深度計(jì)，其原理可簡(jiǎn)化為如圖所示的裝置。內(nèi)徑均勻的水平氣缸總長(zhǎng)度為2L，在氣缸右端開口處和正中央各有一個(gè)體積不計(jì)的卡環(huán)，在卡環(huán)的左側(cè)各有一個(gè)厚度不計(jì)的活塞A、B，活塞A、B只可以向左移動(dòng)，活塞密封良好且與氣缸之間無(wú)摩擦。在氣缸的Ⅰ部分封有154標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的氣體，Ⅱ部分封有397標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的氣體，當(dāng)該裝置水平放入水下達(dá)到一定深度后，水對(duì)活塞A產(chǎn)生擠壓使之向左移動(dòng)，通過活塞A向左移動(dòng)的距離可以測(cè)出下潛深度。已知1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1.0×105Pa，海水的密度ρ=1.0×103kg/m3，取g=10m/s2，不計(jì)海水密度隨海水深度的變化，兩部分氣體均視為理想氣體且溫度始終保持不變。求：

(1)當(dāng)下潛的深度h=2300m時(shí)，活塞A向左移動(dòng)的距離；

(2)該深度計(jì)能測(cè)量的最大下潛深度。

【答案】(1)；(2)5500m

【解析】

⑴當(dāng)下潛的深度h=2300m時(shí)，Ⅰ部分氣體的壓強(qiáng)

P1=P0＋ρgh=2.31×107Pa

而Ⅱ部分氣體的壓強(qiáng)

P2= 3.97×107Pa> P1

所以活塞B靜止不動(dòng)。

設(shè)活塞A向左移動(dòng)的距離為x，由玻意耳定律得

154P0SL= P1S（L－x）

解得

x=

⑵當(dāng)活塞A移動(dòng)到中央卡環(huán)處時(shí)所測(cè)深度最大，設(shè)兩部分氣體壓強(qiáng)為P，測(cè)量的最大下潛深度為H

對(duì)Ⅰ由玻意耳定律得

154P0SL= PSL1

對(duì)Ⅱ由玻意耳定律得

397P0SL= PSL2

據(jù)題意得

L1＋L2=L

P=P0＋ρgH

解得

H=5500m

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“新冠”席卷全國(guó)，在舉國(guó)上下“抗疫”的斗爭(zhēng)中，武漢各大醫(yī)院出現(xiàn)了一批人工智能機(jī)器人。機(jī)器人“小易”在醫(yī)護(hù)人員選擇配送目的后，就開始沿著測(cè)算的路徑出發(fā)，在加速啟動(dòng)的過程中“小易”“發(fā)現(xiàn)”正前方站一個(gè)人，立即制動(dòng)減速，恰好在距離人30cm處停下。“小易” 從靜止出發(fā)到減速停止，可視為兩段勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其v－t圖像如圖所示，圖中t0=1.6s，v0=5m/s。已知減速時(shí)的加速度大小是加速時(shí)加速度大小的3倍，“小易”（含藥物）的總質(zhì)量為60kg，運(yùn)動(dòng)過程中阻力恒為20N。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）求：

(1)“小易”從靜止出發(fā)到減速停止的總位移以及加速過程與減速過程的加速度分別多大；

(2)啟動(dòng)過程的牽引力與制動(dòng)過程的制動(dòng)力（不含阻力）分別多大。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，為一氣缸內(nèi)封閉的一定質(zhì)量氣體的p-V圖線，當(dāng)該系統(tǒng)從狀態(tài)a沿過程acb到達(dá)狀態(tài)b時(shí)，有335J的熱量傳入系統(tǒng)，系統(tǒng)對(duì)外界做功126J。求：

①沿adb過程，系統(tǒng)對(duì)外界做功42J，則有多少熱量傳入系統(tǒng)？

②若系統(tǒng)由狀態(tài)b沿曲線過程返回狀態(tài)a時(shí)，外界對(duì)系統(tǒng)做功84J，問系統(tǒng)吸熱還是放熱？吸收或放出了多少熱量？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系xOy，在其第三象限空間有沿水平方向的、垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，還有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E=2N/C，第一象限空間有沿y軸負(fù)方向的、場(chǎng)強(qiáng)大小也為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，并在yh=1.6m的區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點(diǎn)獲得一初速度m/s，恰好能沿PO做勻速直線運(yùn)動(dòng)（PO與x軸負(fù)方向的夾角為θ=45°），并從原點(diǎn)O進(jìn)入第一象限。已知重力加速度g=10m/s2。求：

(1)油滴所帶電性以及磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B；

(2)油滴第二次經(jīng)過y軸的坐標(biāo)；

(3)若第一象限內(nèi)是磁感應(yīng)強(qiáng)度仍為B，位置可變的矩形磁場(chǎng)，能讓油滴在第一象限內(nèi)回到x軸的磁場(chǎng)區(qū)域最小面積S。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖乙所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象如圖甲所示，已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1.0 Ω，外接一只電阻為9.0 Ω的燈泡，則(　　)

A. 電壓表V的示數(shù)為20 V

B. 電路中的電流方向每秒改變10次

C. 燈泡實(shí)際消耗的功率為36 W

D. 電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的瞬時(shí)表達(dá)式為e＝20cos5πt(V)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，工廠利用皮帶傳輸機(jī)把貨物從地面運(yùn)送到高出水平地面的C平臺(tái)上，C平臺(tái)離地面的高度一定。傳輸機(jī)的皮帶以一定的速度v順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)且不打滑。將貨物輕輕地放在A處貨物隨皮帶到達(dá)平臺(tái)。貨物在皮帶上相對(duì)滑動(dòng)時(shí)會(huì)留下一定長(zhǎng)度的痕跡。已知所有貨物與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。若皮帶的傾角、運(yùn)行速度v和貨物質(zhì)量m都可以改變始終滿足。可以認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。則下列說法正確的是（　�。�

A.當(dāng)速度v一定時(shí)，角越大運(yùn)送時(shí)間越短

B.當(dāng)傾角一定時(shí)，改變速度v運(yùn)送時(shí)間可能不變

C.當(dāng)傾角和速度v一定時(shí)，貨物質(zhì)量m越大皮帶上留下的痕跡越長(zhǎng)

D.當(dāng)傾角和速度v一定時(shí)，貨物質(zhì)量m越大皮帶上摩擦產(chǎn)生的熱越多

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用DIS研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖a所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一連接；

移動(dòng)活塞，記錄注射器的刻度值V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p；

③用V-圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到如圖b所示圖線。

(1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是___________________________________；

(2)為了保持封閉氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是_______________________和______________________；

(3)如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確，但如圖所示的V-圖線不過原點(diǎn)，則V0代表____________________；

(4)實(shí)驗(yàn)中活塞與針筒間的摩擦對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果PV乘積值的影響是_______（選填：偏大、偏小、無(wú)影響）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，長(zhǎng)為L=6 m、質(zhì)量為M=4 kg的長(zhǎng)木板放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略、質(zhì)量為m=1 kg的物塊，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，開始時(shí)物塊與木板都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對(duì)物塊施加方向水平向右的恒定拉力，使物塊在木板上滑動(dòng)，求恒定拉力F多大才會(huì)歷時(shí)2s，使物塊從木板左端運(yùn)動(dòng)到右端？（g取10 m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】(1)圖（a）為“用DIS研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)中，所選鉤碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)________于小車的質(zhì)量（選填“大”或“小”）。固定在小車上是位移傳感器的_________（選填“發(fā)射器”或“接收器”）。

(2)圖（b）是小華同學(xué)設(shè)計(jì)的“用DIS研究加速度和力的關(guān)系”的另一套實(shí)驗(yàn)方案。在軌道上的B點(diǎn)處固定一光電門，將連接小車的細(xì)線跨過滑輪系住鉤碼。把小車放到軌道上，擋光片的前端位于A點(diǎn)處，靜止釋放小車，小車在軌道上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

①測(cè)出擋光片的寬度d=0.5×10-2m，小車上擋光片通過光電門的時(shí)間Δt=0.5×10-2s，A、B距離LAB=1m。則小車過B點(diǎn)的瞬時(shí)速度vB=________m/s，加速度a=________m/s2。

②說明采用該實(shí)驗(yàn)方案測(cè)加速度時(shí)，產(chǎn)生誤差的原因。（說出一個(gè)原因即可）

__________________________________。

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