【題目】如圖所示，一固定的豎直汽缸由一大一小兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個(gè)活塞．已知大活塞的質(zhì)量為m1＝2.50 kg，橫截面積為S1＝80.0 cm2；小活塞的質(zhì)量為m2＝1.50 kg，橫截面積為S2＝40.0 cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為l＝40.0 cm；汽缸外大氣的壓強(qiáng)為p＝1.00×105 Pa，溫度為T(mén)＝303 K．初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為T(mén)1＝495 K．現(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移．忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加速度大小g取10 m/s2.求：

(1)在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，汽缸內(nèi)封閉氣體的溫度；

(2)缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)．

【答案】(1)330 K (2)1.01×105 Pa

【解析】(1)設(shè)初始時(shí)氣體體積為V1，在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的體積為V2，溫度為T(mén)2.由題給條件得

V1＝S1＋S2 ①

V2＝S2l ②

在活塞緩慢下移的過(guò)程中，用p1表示缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，由力的平衡條件得

S1(p1－p)＝m1g＋m2g＋S2(p1－p) ③

故缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變．由蓋呂薩克定律有

＝ ④

聯(lián)立①②④式并代入題給數(shù)據(jù)得

T2＝330 K． ⑤

(2)在大活塞與大圓筒底部剛接觸時(shí)，被封閉氣體的壓強(qiáng)為p1.在此后與汽缸外大氣達(dá)到熱平衡的過(guò)程中，被封閉氣體的體積不變．設(shè)達(dá)到熱平衡時(shí)被封閉氣體的壓強(qiáng)為p′，由查理定律，有

＝ ⑥

聯(lián)立③⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù)得

p′＝1.01×105 Pa. ⑦

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】多用電表的使用

(1)為了測(cè)量電阻，現(xiàn)取一只已經(jīng)完成機(jī)械調(diào)零的多用電表，如圖甲所示，請(qǐng)根據(jù)下列步驟完成電阻測(cè)量：

①將K旋轉(zhuǎn)到電阻擋“×100”的位置.

②將插入“＋”、“－”插孔的表筆短接，旋動(dòng)部件___(選填“C”或“D”)，使指針對(duì)準(zhǔn)電阻的“0”刻度線.

③將調(diào)好零的多用電表按正確步驟測(cè)量一電學(xué)元件P的電阻，P的兩端分別為a、b，指針指示位置如圖甲所示.為使測(cè)量比較精確，應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)旋到________(選填“×1“×10”或“×1 k”)的倍率擋位上，并重新調(diào)零，再進(jìn)行測(cè)量.

(2)多用電表電阻擋的內(nèi)部電路如圖乙虛線框中所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，R0為調(diào)零電阻，Rg為表頭內(nèi)阻，電路中電流I與待測(cè)電阻的阻值Rx 的關(guān)系式為_(kāi)________________；

(3)某同學(xué)想通過(guò)多用電表中的歐姆擋去測(cè)量一量程為3 V的電壓表內(nèi)阻.該同學(xué)將歐姆擋的選擇開(kāi)關(guān)撥至“×1 k”的倍率擋，并將紅、黑表筆短接調(diào)零后，應(yīng)選用圖3中_____(選填“A”或“B”)方式連接.

(4)在進(jìn)行了正確的連接、測(cè)量后，歐姆表的讀數(shù)如圖4甲所示，讀數(shù)為_(kāi)___ Ω，這時(shí)電壓表的讀數(shù)為如圖乙所示.若該歐姆擋內(nèi)阻為24 kΩ，則可算出歐姆擋內(nèi)部所用電池的電動(dòng)勢(shì)為_(kāi)___V(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，小球從一定高處落到豎直放置在地面上的輕質(zhì)彈簧上，直至速度為零，則從最低點(diǎn)開(kāi)始往上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中

A. 小球的動(dòng)能先增大后減小

B. 小球的動(dòng)能最大的位置與向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能最大的位置相同

C. 小球克服重力做功等于彈簧彈力做功

D. 小球離開(kāi)彈簧時(shí)加速度為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】根據(jù)單擺周期公式可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋鐖D所示，將細(xì)線的上端固定在鐵架臺(tái)上，下端系一小鋼球，就做成了單擺．

①用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球直徑，示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為________mm.

②以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法，其中正確的有________．

A．?dāng)[線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且盡量長(zhǎng)一些

B．?dāng)[球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的

C．為了使擺的周期大一些，以方便測(cè)量，開(kāi)始時(shí)拉開(kāi)擺球，使擺線相距平衡位置有較大的角度

D．拉開(kāi)擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5°，在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)擺球回到開(kāi)始位置時(shí)停止計(jì)時(shí)，此時(shí)間間隔Δt即為單擺周期T

E．拉開(kāi)擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5°，釋放擺球，當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定后，從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間Δt，則單擺周期

③如果某同學(xué)測(cè)得的值偏小，可能的原因是________．

A．誤將擺線長(zhǎng)當(dāng)作擺長(zhǎng)

B．測(cè)擺線線長(zhǎng)時(shí)將擺線拉得過(guò)緊

C．?dāng)[動(dòng)過(guò)程中懸掛點(diǎn)松動(dòng)了

D．實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動(dòng)計(jì)為50次

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度E，下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. 電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向相同

B. 根據(jù)E=F/q可知，電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與電場(chǎng)力F成正比，與電量q成反比

C. q為負(fù)電荷時(shí)，E的方向與q為正電荷時(shí)E的方向相反

D. 公式E=F/q只適用于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證動(dòng)能定理，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如右上圖所示的裝置，另外他們還找到了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、小木塊、細(xì)沙．當(dāng)滑塊連接上紙帶，用細(xì)線通過(guò)滑輪掛上空的小沙桶時(shí)，釋放小桶，滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài)．

若你是小組中的一位成員，要完成該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，則：

(1)你認(rèn)為還需要的實(shí)驗(yàn)器材有____________．

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了保證滑塊受到的合力與沙桶的總重力大小基本相等，沙和沙桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是_______________________，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做的步驟是________________．

(3)在(2)的基礎(chǔ)上，某同學(xué)用天平稱量滑塊的質(zhì)量為M.往沙桶中裝入適量的細(xì)沙，用天平稱出此時(shí)沙和沙桶的總質(zhì)量為m.讓沙桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng)．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動(dòng)情況，在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn)，測(cè)出這兩點(diǎn)的間距L和這兩點(diǎn)的速度大小v1與v2(v1＜v2)．則本實(shí)驗(yàn)最終要驗(yàn)證的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 ______________．(用題中的字母表示實(shí)驗(yàn)中測(cè)量得到的物理量)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于兩個(gè)大小一定的力的合力，以下說(shuō)法中正確的是（ ）

A. 兩個(gè)力的合力總大于原來(lái)的任意一個(gè)力

B. 兩個(gè)力的合力至少比原來(lái)的一個(gè)力大

C. 合力的大小隨兩個(gè)力之間的夾角增大而減小

D. 合力的大小介于二力之和與二力之差的絕對(duì)值之間

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】A、B兩種放射性元素，原來(lái)都靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖所示，其中一個(gè)放出粒子，另一個(gè)放出粒子， 與粒子的運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直，圖中a、b、c、d分別表示粒子， 粒子以及兩個(gè)剩余核的運(yùn)動(dòng)軌跡，則下列判斷正確的是

A. a為粒子軌跡，c為粒子軌跡

B. b為粒子軌跡，c為粒子軌跡

C. a為粒子軌跡，d為粒子軌跡

D. a為粒子軌跡，d為粒子軌跡

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖1所示，一光滑桿固定在底座上，構(gòu)成支架，放置在水平地面上，光滑桿沿豎直方向，一輕彈簧套在光滑桿上，彈簧的勁度系數(shù)為k。一套在桿上的圓環(huán)從彈簧上端某處由靜止釋放，接觸彈簧后，將彈簧壓縮，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)。重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。取圓環(huán)剛接觸彈簧時(shí)的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，取豎直向下為正方向，建立x軸。

（1）在圓環(huán)壓縮彈簧的過(guò)程中，圓環(huán)的加速度為a，位移為x，在圖2中定性畫(huà)出a隨x變化關(guān)系的圖象；

（2）結(jié)合（1）中圖象所圍“面積”的物理意義，論證當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的加速度大小大于重力加速度大��；

（3）我們知道，以圓環(huán)、地球、彈簧組成的系統(tǒng)，動(dòng)能、彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能的總和保持不變。如果把彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能的和稱為系統(tǒng)的勢(shì)能，并規(guī)定圓環(huán)處在平衡位置（此處圓環(huán)重力與彈簧彈力相等）時(shí)系統(tǒng)的勢(shì)能為零，請(qǐng)根據(jù)“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”，求圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到平衡位置下方距平衡位置距離為d時(shí)系統(tǒng)的勢(shì)能。

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