【題目】如圖所示，一導(dǎo)熱性能良好的氣缸放置在水平面上，其橫截面積S＝40cm2，內(nèi)壁光滑，固定的卡口A、B與缸底的距離L＝1m，厚度不計(jì)。質(zhì)量為m＝10kg的活塞在氣缸內(nèi)封閉了一段長(zhǎng)為2L、溫度為T0＝320K的理想氣體。現(xiàn)緩慢調(diào)整氣缸開口至豎直向上，取重力加速度g＝10m/s2，大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105Pa。

（1）求穩(wěn)定時(shí)缸內(nèi)氣體高度；

（2）當(dāng)環(huán)境溫度緩慢降低至T1＝100K時(shí)，至少要用多大的力才可以拉動(dòng)活塞。

【答案】(1)h1＝1.6m (2) F＝250N

【解析】

（1）氣體初態(tài)p1＝p0＝1.0×105Pa，V1＝2LS

設(shè)穩(wěn)定時(shí)缸內(nèi)氣體高度為h1，氣體末態(tài)，V2＝h1S

由波意耳定律:p1V1＝p2V2

代入數(shù)據(jù)解得h1＝1.6m

（2）假定溫度降低為T1過(guò)程中，氣體是等壓變化過(guò)程，且缸內(nèi)氣體高度為h.

則末態(tài)V＝hS，由蓋呂薩克定律

解得h＝0.5m＜L

即活塞位置在固定卡口處，設(shè)活塞對(duì)卡口的壓力為F．由受力平衡得

p3S+F＝p0S+mg

則氣體最終狀態(tài)，V3＝LS，T1＝100K

由理想氣體狀態(tài)方程

解得F＝250N

即至少要用大小為250N的力才可以拉動(dòng)活塞.

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，有一質(zhì)量m=1kg的小物塊，在平臺(tái)上以初速度v0=3m/s水平拋出，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，恰好沿C點(diǎn)的切線方向進(jìn)入固定在水平地面上的半徑R=0.5m的粗糙圓弧軌道，最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點(diǎn)的質(zhì)量為M=3kg的長(zhǎng)木板，木板上表面與圓弧軌道末端切線相平，木板下表面與水平地面之間光滑接觸，當(dāng)小物塊在木板上相對(duì)木板運(yùn)動(dòng)l=1m時(shí)，與木板有共同速度，小物塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3，C點(diǎn)和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角θ=53°，不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：

(1)A、C兩點(diǎn)的高度差h；

(2)物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；

(3)物塊通過(guò)圓弧軌道克服摩擦力做的功．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】三角形傳送帶以1 m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩邊的傳送帶長(zhǎng)都是2 m且與水平方向的夾角均為37°現(xiàn)有兩個(gè)小物塊A、B從傳送帶頂端都以1 m/s的初速度沿傳送帶下滑，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是0.5，下列說(shuō)法正確的是(sin 37°＝0.6)(　　)

A.物塊A先到達(dá)傳送帶底端

B.物塊A、B同時(shí)到達(dá)傳送帶底端

C.A做加速運(yùn)動(dòng)，B做減速運(yùn)動(dòng)

D.物塊A、B在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)度不相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖為接在50Hz低壓交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)打出的一條紙帶，圖中所示的是每打5個(gè)點(diǎn)所取的記數(shù)點(diǎn)，但第3個(gè)記數(shù)點(diǎn)沒(méi)有畫出。由圖數(shù)據(jù)可求得：

(1)該物體的加速度為____________m/s2；

(2)第3個(gè)記數(shù)點(diǎn)與第2個(gè)記數(shù)點(diǎn)的距離約為______cm；

(3)打第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)該物體的速度為__________m/s。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定有兩個(gè)很靠近的同心圓形軌道，外圓ABCD光滑，內(nèi)圓的上半部分B′C′D′粗糙，下半部分B′A′D′光滑。一質(zhì)量m=0.2kg的小球從軌道的最低點(diǎn)A處以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)，球的直徑略小于兩圓間距，球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R=0.2m，取g=10m/s2。

（1）若要使小球始終緊貼著外圓做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，初速度v0至少為多少？

（2）若v0=3m/s，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小球到達(dá)最高點(diǎn)，內(nèi)軌道對(duì)小球的支持力FC=2N，則小球在這段時(shí)間內(nèi)克服摩擦力做的功是多少？

（3）若v0=3.1m/s，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)A時(shí)受到的支持力為多少？小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中減少的機(jī)械能是多少？（保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】國(guó)慶假期，某同學(xué)估測(cè)一輛汽車在起動(dòng)階段的加速度。他測(cè)得汽車起動(dòng)后在10s內(nèi)速度達(dá)到80km/h，然后又經(jīng)過(guò)8s達(dá)到120km/h。則關(guān)于該車的上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程下列說(shuō)法正確的是

A.汽車前一階段的加速度大

B.汽車后一階段的加速度大

C.汽車前一階段的位移大

D.汽車前一階段的平均速度大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，考慮安全、舒適、省時(shí)等因素，電梯的加速度a是隨時(shí)間t變化的，已知電梯在t=0時(shí)由靜止開始上升，a-t圖像如圖所示．借鑒教科書中由υ-t圖像求位移的方法判斷，下列說(shuō)法正確的有

A.電梯在11秒末上升到最大高度

B.第41s末電梯上升到最大高度

C.電梯上升時(shí)的最大速度為1m/s

D.電梯上升時(shí)的最大速度為10m/s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙兩車在同一條直道上行駛，它們運(yùn)動(dòng)的位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖所示，已知乙車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其圖線與t軸相切于10 s處，則下列說(shuō)法正確的是

A.甲車的初速度為零

B.乙車的初位置在x0＝60 m處

C.乙車的加速度大小為1.6 m/s2

D.5 s時(shí)兩車相遇，此時(shí)甲車速度較大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一木板B放在粗糙的水平地面上，木板A放在B的上面，A的右端通過(guò)輕質(zhì)彈簧秤固定在直立的墻壁上，用F向右拉動(dòng)B，使它以速度v運(yùn)動(dòng)，這時(shí)彈簧秤示數(shù)為T，下面的說(shuō)法中正確的是（ ）

A.木塊A給木板B的滑動(dòng)摩擦力的大小等于T

B.木塊A給木板B的滑動(dòng)摩擦力的大小等于F

C.若木板以2v的速度運(yùn)動(dòng)，木塊A受到的摩擦力的大小等于T

D.若2F的力作用在木板上，木塊A受到的摩擦力的大小等于2T

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