【題目】如圖所示,內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸放置于粗糙的斜面上,厚度不計(jì)、質(zhì)量不能忽略的活塞A 與氣缸底部之間封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,活塞通過(guò)一根輕質(zhì)細(xì)繩繞過(guò)定滑輪與物塊B連接,初始時(shí)刻,氣體溫度T1=300 K,氣體壓強(qiáng)p1=1.0×105 Pa,此時(shí)活塞與氣缸底部之間的距離為d1=8cm,固定卡環(huán)與氣缸底部之間的距離為d2=10 cm。已知?dú)飧踪|(zhì)量M=4 kg,活塞A的質(zhì)量mA=2kg,物塊B的質(zhì)量mB= lkg,最大靜摩擦力fm = 30 N,且認(rèn)為最大靜摩擦力約等于滑動(dòng) 摩擦力,活塞橫截面積S=l. 0×10-4 m2,大氣壓強(qiáng)p0=1. 0×105 Pa,重力加速度g=10 m/s2。初始時(shí)刻系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)在對(duì)氣缸中的氣體緩慢加熱,求:

(1)當(dāng)氣缸的氣體溫度達(dá)到T2=350 K時(shí)氣體的壓強(qiáng)p2;

(2)當(dāng)氣缸的氣體溫度達(dá)到T3=600 K時(shí)氣體的壓強(qiáng)p3。

【答案】(1)1.0×105 Pa(2)1.6×105 Pa

【解析】

①初始時(shí)刻,分別取物塊、活塞為研究對(duì)象,由平衡條件得

FT= mBg

mAgsin+p0S =FT+p1S

解得

=30°

取氣缸為研究對(duì)象,設(shè)氣缸處于靜止?fàn)顟B(tài),由平衡條件得

Mgsin+p1S=f+p0S

解得

f=20N30N,

故假設(shè)成立

緩慢加熱氣體過(guò)程中,由平衡條件得,氣體的壓強(qiáng)始終不變,氣體變化過(guò)程為等壓變化。

設(shè)活塞恰好移動(dòng)至卡環(huán)處,根據(jù)蓋一呂薩克定律得

=

解得

T=375K

T350K,故氣體仍在經(jīng)歷等壓變化,氣體的壓強(qiáng)為 p2=p1=1.0×105 Pa

T600K,故氣體會(huì)經(jīng)歷等容變化,設(shè)加熱至600K過(guò)程中,氣缸始終處于靜止,由查理定律得:

=,

解得

p3=1.6×105 Pa

取氣缸和活塞組成系統(tǒng)為研究對(duì)象,由平衡條件得

FT=mBg

M+mAgsin=f+FT

解得f=20 N30 N,假設(shè)成立,氣缸始終處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)溫度達(dá)到T3 =600 K時(shí)氣體的壓強(qiáng)

p3=1.6×105Pa

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:

【題目】如圖所示,一根輕彈簧下端固定,豎立在水平面上.其正上方A位置有一只小球.小球從靜止開(kāi)始下落,在B位置接觸彈簧的上端,在C位置小球所受彈力大小等于重力,在D位置小球速度減小到零。小球下降階段下列說(shuō)法中正確的是

A. B位置小球動(dòng)能最大

B. C位置小球動(dòng)能最大

C. AC位置小球重力勢(shì)能的減少大于小球動(dòng)能的增加

D. AD位置小球重力勢(shì)能的減少等于彈簧彈性勢(shì)能的增加

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】—質(zhì)量為m的光滑小球放置于如圖所示的裝置中,裝置和球以某一加速度一起向右做加速運(yùn)動(dòng),此時(shí)球相對(duì)于裝置恰好不上滑,裝置質(zhì)量為M,則關(guān)于物理量的判斷正確的是

A.裝置傾斜面對(duì)球的支持力為mgcos

B.系統(tǒng)的加速度為gtan

C.系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程處于超重狀態(tài)

D.水平面對(duì)裝置的支持力等于Mg

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是( 。

A.動(dòng)量大小相同的兩個(gè)小球,其動(dòng)能也一定相同

B.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其加速度一定是變化的

C.物體做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí),相同時(shí)間內(nèi)的動(dòng)量的變化量不可能相同

D.物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其所受合外力的方向一定指向圓心

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1 T,導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì),相距L=1m,金屬棒cdef與軌道垂直放置且處于鎖定狀態(tài),F(xiàn)有一金屬棒ab垂直軌道放置于cd左側(cè)相距x=3 m處以水平向右的初速度v0=2 m/s 右運(yùn)動(dòng),與金屬桿cd相碰(作用時(shí)間極短)并粘連一起,碰撞前瞬間同時(shí)解除棒cd和棒ef的鎖 定,使兩棒能沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng),且棒cd和棒ef運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終不會(huì)相碰,已知三根金屬棒的質(zhì)量均為m=l kg,電阻均為R= 2Ω,求:

1)棒ab從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到與棒cd相碰位置的過(guò)程中通過(guò)棒ab的電荷量q;

2)棒ab和棒cd碰撞后瞬間的速度大小;

3)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中回路的感應(yīng)電流產(chǎn)生的總焦耳熱?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長(zhǎng)水平面的A點(diǎn)左側(cè)光滑、右側(cè)粗糙。寬度為r的物塊P帶有半徑為r的四分之一光滑圓弧,圓弧的最低點(diǎn)切線水平,距地面的高度為1.5r,靜止放在A點(diǎn)左側(cè)適當(dāng)位置,F(xiàn)讓小球Q從物塊P的圓弧最高點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)小球Q落地的瞬間,物塊P剛好與靜止放在A點(diǎn)的小物塊R發(fā)生彈性正碰,碰后小物塊R運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)點(diǎn)CA點(diǎn)的距離為3r 。已知P、QR的質(zhì)量分別為6m、3m、2m,重力加速度為g,物塊P、R碰撞過(guò)程時(shí)間很短,發(fā)生的位移不計(jì),小球Q、物塊R大小不計(jì),求:

(1)小球Q離開(kāi)P時(shí)的速度大。

(2)小物塊RA點(diǎn)右側(cè)水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(3)小球Q落地點(diǎn)BA點(diǎn)的距離。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))連接,下極板接地。一帶電油滴位于容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài),F(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動(dòng)一小段距離

A. 帶點(diǎn)油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng) B. P點(diǎn)的電勢(shì)將降低 C. 帶點(diǎn)油滴的電勢(shì)將減少 D. 若電容器的電容減小,則極板帶電量將增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為半圓形玻璃磚的截面圖,圓的半徑為R,過(guò)圓心O的對(duì)稱軸水平,一束平行光豎直向下照射在整個(gè)AB圓弧面上,玻璃磚對(duì)光的折射率為,光在真空中傳播速度為c,求:

(1)折射光線經(jīng)過(guò)C點(diǎn)的入射光線到AC面的水平距離s;

(2)照射到C點(diǎn)的折射光線在玻璃磚中傳播的時(shí)間為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,在點(diǎn)電荷-Q的電場(chǎng)中,M、N是兩個(gè)等勢(shì)面.現(xiàn)將一點(diǎn)電荷+q,從a點(diǎn)分別經(jīng)路徑①和路徑②(經(jīng)過(guò)C點(diǎn))移到b點(diǎn),在這兩個(gè)過(guò)程中( 。

A. 都是電場(chǎng)力做正功,沿路徑①做的功比沿路徑②做的功少

B. 都是電場(chǎng)力做正功,沿路徑①做的功等于沿路徑②所做的

C. 都是克服電場(chǎng)力做功,沿路徑①做的功大于沿路徑②做的功

D. 都是克服電場(chǎng)力做功,沿路徑①做的功等于沿路徑②做的功

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