【題目】如圖,上端開口的豎直汽缸由大、小兩個同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個活塞,兩活塞用剛性輕桿連接,兩活塞間充有氧氣,小活塞下方充有氮氣。已知:大活塞的質(zhì)量為2m,橫截面積為2S,小活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S;兩活塞間距為L;大活塞導熱性能良好,汽缸及小活塞絕熱;初始時氮氣和汽缸外大氣的壓強均為p0,大活塞與大圓筒底部相距,兩活塞與氣缸壁之間的摩擦不計,重力加速度為g,F(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣,求當小活塞緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時,氮氣的壓強。

【答案】

【解析】

試題以兩活塞整體為研究對象,根據(jù)平衡條件求出初始時氧氣壓強為p1和體積V1;再求出當小活塞緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時氧氣的體積V2;再由玻意耳定律,求出此時氧氣的壓強p2,最后利用平衡條件求出氮氣壓強為p;根據(jù)平衡條件求出壓強,在根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程求出溫度。

①以兩活塞整體為研究對象,設初始時氧氣壓強為p1,根據(jù)平衡條件有

p0S+3mgp1S

化簡得

初始時氧氣體積:

當小活塞緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時,氧氣體積

V2=2SL

由于大活塞導熱,小活塞緩慢上升可認為氧氣溫度不變,設此時氧氣壓強為p2

由玻意耳定律得p2V2p1V1

聯(lián)立解得氧氣的壓強:

②設此時氮氣壓強為p,溫度為T,根據(jù)平衡條件有p0·2S+3mgp2SpS

得:

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有:

聯(lián)立得

練習冊系列答案
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【題目】靜電計是在驗電器的基礎上制成的,用其指針的張角大小來定性顯示其金屬球與外殼之間的電勢差大小,如圖所示,A、B是平行板電容器的兩個金屬板,G為靜電計,開始時,開關S閉合,靜電計指針張開一定角度,為了使指針張開角度增大些,下列采取的措施可行的是(

A、斷開開關S后,將A、B分開些

B、保持開關S閉合,將A、B兩極板分開些

C、保持開關S閉合,將A、B兩極板靠近些

D、保持開關S閉合,將變阻器滑動觸頭向右移動

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(1)粒子到達C點時的速度v;

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(1) 若只在整個III象限內(nèi)加垂直紙面向外的勻強磁場,使粒子A在磁場中作勻速 圓周運動,并能到達P點,求磁感應強度B的大小;

(2) 若只在x軸上某點固定一帶負電的點電荷 Q,使粒子AQ產(chǎn)生的電場中作勻速圓周運動,并能到達P點,求點電荷Q的電量大;

(3) 若在整個I、II象限內(nèi)加垂直紙面向外的 勻強磁場,并在第IV象限內(nèi)加平行于x軸,沿x軸 正方向的勻強電場,也能使粒子A運動到達P點。如果此過程中粒子A在電、磁場中運動的時間相等,求磁感應強度B的大小和電場強度E的大小

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A. A點的角速度大于B點的角速度

B. A點的線速度與B點的線速度大小相等

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D. C點的線速度與B點的線速度大小相等

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A. 增大A的質(zhì)量,可以增大輕桿的彈力 B. 增大B的質(zhì)量,可以增大輕桿的彈力

C. 減小,可以增大輕桿的彈力 D. 減小動摩擦因數(shù),輕桿的彈力減小

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A. 帶正電,帶負電,且

B. 軸上場強為零的位置有兩處(不考慮無限遠處)

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D. 油滴在M點的電勢能一定比在N點的小

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