【題目】如圖所示，一氣缸豎直放在水平地面上，缸體質(zhì)量M=10kg，活塞質(zhì)量m=4kg，活塞橫截面積S=2×10-3m2，活塞上面封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞下面與勁度系數(shù)k=2×103N/m的豎直輕彈簧相連，氣缸底部有氣孔O與外界相通，大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa．當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度為127℃時，彈簧為自然長度，此時活塞距離氣缸頂部的高度為L1=20cm．g取10m/s2，缸體始終豎直，活塞不漏氣且與缸壁無摩擦．

①當(dāng)活塞距離氣缸頂部的高度為L2=24cm時，缸內(nèi)氣體溫度為多少？

②缸內(nèi)氣體溫度上升到T0以上，氣體將做等壓膨脹，則T0為多少？

【答案】①720K②1012.5 K

【解析】

(1)在氣體溫度為127℃時，對活塞根據(jù)平衡條件有p0S=mg+p1S

在氣缸內(nèi)氣體長度L2=24 cm時，對活塞根據(jù)平衡條件有p0S+k(L2-L1)=mg+p2S

根據(jù)氣體狀態(tài)方程有:

代入解得:T2=720K

(2)當(dāng)氣體壓強(qiáng)達(dá)到一定值時，氣缸對地壓力為零，此后再升高氣體溫度，氣體壓強(qiáng)不變，氣體做等壓變化.

設(shè)氣缸剛好對地沒有壓力時彈簧伸長量為△x，則k△x=(m+M)g

對氣缸，根據(jù)平衡條件有:p3S=Mg+p0S

根據(jù)氣體狀態(tài)方程有:

各式聯(lián)立解得: T0=1012.5K

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究小車質(zhì)量不變時其加速度與力的關(guān)系，該小組在實(shí)驗室設(shè)計了一套如圖所示的裝置，圖中A為小車，B為打點(diǎn)計時器，C為力傳感器（測繩子的拉力），P為小桶（內(nèi)有砂子），M是一端帶定滑輪的水平放置的足夠長的木板。不計繩子與滑輪間的摩擦。

(1)要順利完成該實(shí)驗，除圖中實(shí)驗儀器和低壓交流電源（含導(dǎo)線）外，還需要的實(shí)驗儀器是____________（填“刻度尺”、“天平”或“秒表”）。

(2)平衡摩擦力后再按上述方案做實(shí)驗，是否要求砂桶和沙的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？ ___________。（填“是”或“否”）

(3)已知交流電源的頻率50Hz，某次實(shí)驗得到的紙帶如圖所示，圖中相鄰計數(shù)點(diǎn)之間還4個點(diǎn)未畫出，由該紙帶可求得小車的加速度a= ________m/s2。（結(jié)果保留2位效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動。實(shí)驗步驟如下:

(1)安裝好實(shí)驗器材，實(shí)驗中,除打點(diǎn)計時器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有_________和______。(填選項代號)

A.電壓合適的50Hz交流電源

B.電壓可調(diào)的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

(2)接通電源后,讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運(yùn)動,重復(fù)幾次。選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶,舍去開始密集的點(diǎn)跡,從便于測量的點(diǎn)開始,每隔四個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)。請完成下列題目：

a.下列說法正確的是________

A．先接通電源，后釋放紙帶

B．先釋放紙帶，后接通電源

C．釋放紙帶同時接通電源

D．先接通電源或先釋放紙帶都可以

b. 相鄰兩計數(shù)點(diǎn)之間的時間t =_______s

(3)測量各相鄰計數(shù)點(diǎn)的距離,分別記作:x1、x2、x3、…、x6。將分度值為1mm的刻度尺的0刻線與0計數(shù)點(diǎn)對齊,0、1、2、5計數(shù)點(diǎn)所在位置如圖11所示，則計數(shù)點(diǎn)0、1之間的距離x1=_______cm

(4)分別計算出x1、x2、x3、…、x6與對應(yīng)時間的比值、、、…、，求解相應(yīng)點(diǎn)的瞬時速度。用平均速度表示各計數(shù)點(diǎn)的瞬時速度，從理論上講，對Δt的要求是________（選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】平直公路上行駛的a車和b車，其位移時間圖象分別為圖中直線a和曲線b，已知b車做勻變速直線運(yùn)動，t=2s時，直線a和曲線b剛好相切，下列說法正確的是（ ）

A. b車的加速度大小為1 m/s2

B. a車的速度大小為3 m/s

C. b車做勻加速直線運(yùn)動

D. t=2s時，a、b兩車相遇，速度不相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在直角坐標(biāo)系xOy中x>0空間內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(其他區(qū)域無磁場)，在y軸上有到原點(diǎn)O的距離均為L的C、D兩點(diǎn)。帶電粒子P(不計重力)從C點(diǎn)以速率v沿x軸正向射入磁場，并恰好從O點(diǎn)射出磁場；與粒子P相同的粒子Q從C點(diǎn)以速率4v沿紙面射入磁場，并恰好從D點(diǎn)射出磁場，則

A. 粒子P帶正電

B. 粒子P在磁場中運(yùn)動的時間為

C. 粒子Q在磁場中運(yùn)動的時間可能為

D. 粒子Q在磁場中運(yùn)動的路程可能為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在兩平行金屬板間，有如圖所示的互相正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場。α粒子（氦原子核）以速度v0從兩板的正中央垂直于電場方向和磁場方向從左向右射入，恰好能沿直線勻速通過。下列說法正確的是（　　）

A. 若電子以速度沿相同方向射入，電子將向下偏轉(zhuǎn)

B. 若質(zhì)子以速度沿相同方向射入，質(zhì)子將沿直線勻速通過

C. 若質(zhì)子以大于的速度沿相同方向射入，質(zhì)子將向下偏轉(zhuǎn)

D. 若質(zhì)子以大于的速度沿相同方向射入，質(zhì)子將向上偏轉(zhuǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd，其邊長為L，總電阻為R，ad邊與磁場邊界平行。從ad邊剛進(jìn)入磁場直至bc邊剛要進(jìn)入的過程中，線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運(yùn)動，求：

（1）感應(yīng)電動勢的大小E；

（2）拉力做功的功率P；

（3）ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為20kg的物體，沿粗糙水平地面以某一速度開始向左運(yùn)動，一水平向右的力F=10N作用于物體上，物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.1，則下列說法正確的是（g取10m/s2）（ ）

A.物體受到的摩擦力大小為20NB.物體受到的摩擦力大小為10N

C.物體受到的合力大小為30ND.物體受到的合力大小為10N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】自由落體儀如圖所示，其主體是一個有刻度的立柱，其上裝有磁式吸球器、光電門1、光電門2、捕球器、小鋼球(直徑d＝1 cm)，利用自由落體儀測量重力加速度實(shí)驗步驟如下：

①將自由落體儀直立于水平地面上，調(diào)節(jié)水平底座使立柱豎直，固定好吸球器．

②適當(dāng)調(diào)節(jié)兩光電門1、2的位置，由刻度尺讀出兩光電門的高度差為h1，用吸球器控制使小球自由下落，由光電計時器讀出小球從光電門1到光電門2的時間，重復(fù)數(shù)次，求出時間的平均值為t1.

③光電門1不動，改變光電門2的位置，由刻度尺讀出兩光電門的高度差為h2，用吸球器控制使小球自由下落，由光電計時器讀出小球由光電門1到光電門2的時間，重復(fù)數(shù)次，求出時間的平均值為t2.

④計算重力加速度值g.

請回答下列問題：

(1)在步驟③中光電門1保持不動的目的是 ________.

A．保證小球每次從光電門1到光電門2的時間相同

B．保證小球每次通過光電門1時的速度相同

C．保證小球每次通過光電門1時的重力加速度相同

(2)用測量的物理量表示重力加速度值g＝________.

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