分析 (i)根據(jù)受力平衡求出氣缸水平放置和豎直放置時(shí)的壓強(qiáng),根據(jù)玻意耳定律列式求出彈簧的勁度系數(shù);
(ii)外界對(duì)氣體做功包括重力做功、彈力做功和外界大氣壓力做功的和,根據(jù)熱力學(xué)第一定律列式即可求解彈力做的功,即彈簧開始具有的彈性勢(shì)能;
解答 解:(i)氣缸水平放置時(shí),缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為${p}_{1}^{\;}={p}_{0}^{\;}+\frac{k{x}_{0}^{\;}}{S}$
當(dāng)氣缸豎直放置時(shí),缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為:${p}_{2}^{\;}={p}_{0}^{\;}+\frac{mg}{S}$
根據(jù)玻意耳定律有:${p}_{1}^{\;}{L}_{0}^{\;}S={p}_{2}^{\;}({L}_{0}^{\;}-{x}_{0}^{\;})S$
求得:$k=\frac{mg({L}_{0}^{\;}-{x}_{0}^{\;})-{p}_{0}^{\;}{x}_{0}^{\;}S}{{x}_{0}^{\;}{L}_{0}^{\;}}$
(ii)從甲圖到乙圖的過程中,氣體的溫度始終不變,因此氣體的內(nèi)能不變,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知:$Q=W+{p}_{0}^{\;}{x}_{0}^{\;}S+{E}_{p}^{\;}$,
求得:${E}_{p}^{\;}=Q-W-{p}_{0}^{\;}{x}_{0}^{\;}S$.
答:(i)彈簧的勁度系數(shù)的大小為$\frac{mg({L}_{0}^{\;}-{x}_{0}^{\;})-{p}_{0}^{\;}{x}_{0}^{\;}S}{{x}_{0}^{\;}{L}_{0}^{\;}}$;
(ii)若從甲圖到乙圖的過程中,氣體放出的熱量為Q,活塞的重力對(duì)氣體做的功為W,則彈簧開始具有的彈性勢(shì)能為$Q-W-{p}_{0}^{\;}{x}_{0}^{\;}S$
點(diǎn)評(píng) 本題考查氣體實(shí)驗(yàn)定律和熱力學(xué)第一定律等知識(shí)要點(diǎn),分析氣體的狀態(tài)參量,判斷何種變化是關(guān)鍵,同時(shí)要能根據(jù)平衡條件求解封閉氣體的壓強(qiáng),應(yīng)用熱力學(xué)第一定律關(guān)鍵是注意負(fù)號(hào)法則.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | α粒子散射實(shí)驗(yàn)中使α粒子偏轉(zhuǎn)的力主要是庫侖力 | |
B. | 引起α衰變的原因是弱相互作用 | |
C. | 盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 | |
D. | 發(fā)生α衰變的原子核其比結(jié)合能小于α粒子的比結(jié)合能 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 當(dāng)它轉(zhuǎn)過90°成水平狀態(tài)時(shí),原上部空氣柱體積會(huì)增大 | |
B. | 當(dāng)它豎直向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí),下部空氣柱體積增大 | |
C. | 當(dāng)它自由下落時(shí),上部空氣柱體積減小 | |
D. | 當(dāng)它完全浸沒在冰水中后,上部空氣柱體積減小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 1 | B. | $\sqrt{2}$ | C. | 2 | D. | $\frac{\sqrt{2}}{2}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 第3 s末速度為零,從此時(shí)開始改變運(yùn)動(dòng)方向 | |
B. | 物塊在開始的5s內(nèi)從O點(diǎn)出發(fā),沿直線前進(jìn)不回頭 | |
C. | 物塊在開始的5s內(nèi)的速度,只有1個(gè)時(shí)刻與第1s末速度相同 | |
D. | 物塊在開始的3s內(nèi)先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng),第3 s末回到出發(fā)點(diǎn) |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電路的路端電壓將增大 | B. | 燈泡L將變亮 | ||
C. | R2兩端的電壓將增大 | D. | R1兩端的電壓將減小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 法拉第 | B. | 歐姆 | C. | 奧斯特 | D. | 楞次 |
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