【題目】在一個(gè)橫截面積為S=10cm2的圓柱形容器中，有一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的活塞用彈簧和底部相連，容器中密閉有一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度為t1=27°C時(shí)，彈簧恰好處于原長(zhǎng)，此時(shí)外部壓強(qiáng)為p0=1.0×105Pa，活塞和底面相距L=20cm，在活塞上放一質(zhì)量為m1=20kg的物體，活塞靜止時(shí)下降10cm，溫度仍為27℃，不計(jì)活塞與容器壁的摩擦，彈簧的形變?cè)趶椥韵薅确秶鷥?nèi)，g=10m/s2，求：

（i）彈簧的勁度系數(shù)k；

（ii）如果把活塞內(nèi)氣體加熱到t2=57℃并保持不變，為使活塞靜止時(shí)位置距容器底面距離仍為10cm，活塞上應(yīng)再加物體的質(zhì)量m2。

【答案】(1)1000N/m(2)2kg

【解析】試題分析：（1）由題可知?dú)怏w的溫度不變，做等溫變化，分別寫(xiě)出氣體初末的狀態(tài)，然后由玻意耳定律，結(jié)合共點(diǎn)力的平衡即可求出；

(2) 第二個(gè)過(guò)程中氣體的體積不變，由蓋呂薩克定律即可求出。

解：①對(duì)封閉氣體，由玻意耳定律得：p0LS=p2hS，

代入數(shù)據(jù)得：p2=2p0=2×105Pa

以活塞與重物組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，由平衡條件得：mg+p0S=p2S+kx，

解得：k=1000N/m；

②升高溫度的過(guò)程中氣體的體積保持不變，設(shè)溫度升高后的壓強(qiáng)為p3，則：T2=273+27=300K，T3=273+57=330K

由蓋呂薩克定律：

代入數(shù)據(jù)得：p3＝2.2×105Pa

設(shè)增加的質(zhì)量為m0，則：m0g+mg+p0S=p3S+kx，

代入數(shù)據(jù)得：m0=2kg

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】質(zhì)量為0.5 kg的鋼球從5.0 m高處自由落下，與地面相碰后豎直彈起到達(dá)4.05 m高處，整個(gè)過(guò)程經(jīng)歷2.0 s，則鋼球與地面碰撞時(shí)受到地面對(duì)它的平均作用力為(g＝10 m/s2)(　　)

A. 5.0 N B. 90 N

C. 95 N D. 100 N

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為R的圓與正方形abcd相內(nèi)切，在ab、dc邊放置兩帶電平行金屬板，在板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，且在圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從ad邊中點(diǎn)O1沿O1O方向以速度v0射入，恰沿直線通過(guò)圓形磁場(chǎng)區(qū)域，并從bc邊中點(diǎn)O2飛出．若撤去磁場(chǎng)而保留電場(chǎng)，粒子仍從O1點(diǎn)以相同速度射入，則粒子恰好打到某極板邊緣．不計(jì)粒子重力．

（1）求兩極板間電壓U的大小

（2）若撤去電場(chǎng)而保留磁場(chǎng)，粒子從O1點(diǎn)以不同速度射入，要使粒子能打到極板上，求粒子入射速度的范圍．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m的石塊從半徑為R的半球形的碗口下滑到碗的最低點(diǎn)的過(guò)程中，如果摩擦力的作用使得石塊的速度大小不變，那么（ ）

A. 石塊下滑過(guò)程中受的摩擦力大小不變

B. 石塊下滑過(guò)程中重力的功率保持不變

C. 因?yàn)樗俾什蛔儯允瘔K的加速度為零

D. 石塊下滑過(guò)程中受的合外力大小不變，方向始終指向球心

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t = 0時(shí)刻的波形圖，圖乙為介質(zhì)中平衡位置在x = 2 m處的質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象。下列說(shuō)法正確的是_________。

A．這列波的波長(zhǎng)是4 m

B．這列波的傳播速度是20 m/s

C．經(jīng)過(guò)0.15 s，質(zhì)點(diǎn)P沿x軸的正方向傳播了3 m

D．t = 0.1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向

E．t = 0.35 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖示為某探究活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的節(jié)能運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。斜面軌道傾角為30°，質(zhì)量為M的木箱與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為，木箱在軌道A端時(shí)，自動(dòng)裝貨裝置將質(zhì)量為m的貨物裝入木箱，然后木箱載著貨物沿軌道無(wú)初速滑下，在輕彈簧被壓縮至最短時(shí)，自動(dòng)卸貨裝置立刻將貨物卸下，然后木箱恰好被彈回到軌道A端，重復(fù)上述過(guò)程。下列選項(xiàng)正確的是( )

A. m＝3M

B. m＝2M

C. 木箱不與彈簧接觸時(shí)，上滑過(guò)程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于下滑過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

D. 若貨物的質(zhì)量減少，則木箱一定不能回到A處

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑導(dǎo)體軌道PMN和P'M'N'是兩個(gè)完全一樣軌道，是由半徑為r的四分之一圓弧軌道和水平軌道組成，圓弧軌道與水平軌道在M和M'點(diǎn)相切，兩軌道并列平行放置，MN和M'N'位于同一水平面上，兩軌道之間的距離為L，PP'之間有一個(gè)阻值為R的電阻，開(kāi)關(guān)S是一個(gè)感應(yīng)開(kāi)關(guān)(開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)是斷開(kāi)的)，矩形區(qū)域MNN'M'內(nèi)有豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，水平軌道MN離水平地面的高度為h．金屬棒a和b質(zhì)量均為m、電阻均為R．在水平軌道某位置放上金屬棒b，靜止不動(dòng)，a棒從圓弧頂端PP'靜止釋放后，沿圓弧軌道下滑，若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸，當(dāng)兩棒的速度穩(wěn)定時(shí)，兩棒距離．兩棒速度穩(wěn)定之后，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，b棒離開(kāi)軌道做平拋運(yùn)動(dòng)，在b棒離開(kāi)軌道瞬間，開(kāi)關(guān)S閉合．不計(jì)一切摩擦和導(dǎo)軌電阻，已知重力加速度為g．求：

（1）兩棒速度穩(wěn)定時(shí)，兩棒的速度分別是多少？

（2）兩棒落到地面后的距離是多少？

（3）整個(gè)過(guò)程中，兩棒產(chǎn)生的焦耳熱分別是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某理想自耦變壓器接入電路中的示意圖如圖甲所示，圖乙是其輸入電壓u的變化規(guī)律。已知滑動(dòng)觸頭在圖示位置時(shí)原、副線圈的匝數(shù)比為，電阻。下列說(shuō)法正確的是

A. 通過(guò)R的交流電的頻率為100 Hz

B. 電流表A2的示數(shù)為

C. 此時(shí)變壓器的輸入功率為22 W

D. 將P沿逆時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)一些，電流表A1的示數(shù)變小

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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. 盧瑟福通過(guò)對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子核內(nèi)有中子存在

B. 核泄漏事故污染物137Cs能夠產(chǎn)生對(duì)人體有害的輻射，其核反應(yīng)方程式為→＋x，可以判斷x為電子

C. 若氫原子從n＝6能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從n＝6能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光也不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

D. 質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別是m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)α粒子，釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2

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