【題目】如圖所示，一個(gè)上下都與大氣相通的直圓筒，內(nèi)部橫截面積為S=0.01m2，中間用兩個(gè)活塞A和B封住一定質(zhì)量的氣體．A、B都可沿圓筒無(wú)摩擦地上下滑動(dòng)，且不漏氣．A的質(zhì)量不計(jì)，B的質(zhì)量為M，并與一勁度系數(shù)為k=5×103N/m的較長(zhǎng)的彈簧相連．已知大氣壓p0=1×105Pa，平衡時(shí)兩活塞之間的距離l0=0.6m，現(xiàn)用力壓A，使之緩慢向下移動(dòng)一段距離后保持平衡．此時(shí)用于壓A的力F=500N．求活塞A下移的距離．

【答案】0.3 m

【解析】

試題由于A的質(zhì)量可不計(jì)，初態(tài)時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓，以B為研究對(duì)象，求出彈簧的壓縮量．當(dāng)用力壓A時(shí)，再以B為研究對(duì)象，求出彈簧的彈力，由胡克定律求出彈簧的壓縮量，根據(jù)玻意耳定律求出活塞A向下移動(dòng)的距離．

設(shè)活塞A向下移動(dòng)l，相應(yīng)B向下移動(dòng)x，對(duì)氣體

初態(tài)：

末態(tài)：

由玻﹣意耳定律

因?yàn)閮苫钊g的距離原來(lái)為，活塞A向下移動(dòng)l，相應(yīng)B向下移動(dòng)x，則末狀態(tài)時(shí)，兩活塞的距離為．得：①

初態(tài)時(shí)，彈簧被壓縮量為，由胡克定律：…②

當(dāng)活塞A受到壓力F時(shí)，活塞B的受力情況如圖所示．F'為此時(shí)彈簧彈力

由平衡條件可知…③

由胡克定律有：…④

聯(lián)立①②③④解得：．

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】圖中實(shí)線為某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布，虛線為某電荷僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)的軌跡，以下說(shuō)法正確（）

　

A. a場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) B. b和c處在同一等勢(shì)面上

C. 該電荷帶正電 D. 該電荷從a到d的過程中電勢(shì)能增加

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】1998年6月18日，國(guó)產(chǎn)轎車在清華大學(xué)汽車工程研究所進(jìn)行的整車安全性碰撞試驗(yàn)取得成功，被譽(yù)為“中國(guó)轎車第一撞”。從此，我國(guó)汽車的整車安全性碰撞試驗(yàn)開始與國(guó)際接軌。碰撞試驗(yàn)是讓汽車在水平面上以48.3km/h的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)碰撞速度駛向質(zhì)量為80t的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)碰撞試驗(yàn)臺(tái)，撞擊使汽車的動(dòng)量一下子變到0，技術(shù)人員通過查看載著模擬乘員的傳感器的數(shù)據(jù)以便對(duì)汽車安全性能裝置進(jìn)行改進(jìn)。請(qǐng)結(jié)合以上材料回答，以下說(shuō)法正確的有（ ）

A. 若試驗(yàn)汽車的標(biāo)準(zhǔn)碰撞速度增加為原來(lái)的1.2倍，則其動(dòng)量變?yōu)樵瓉?lái)的2.4倍

B. 在水平路面上運(yùn)動(dòng)時(shí)汽車受支持力的沖量與重力的沖量相等

C. 因?yàn)榘踩珟?duì)座位上的模擬乘員的保護(hù)，在碰撞時(shí)乘員的速度變?yōu)?/span>0所用時(shí)間約為0.13秒，則安全帶對(duì)乘員的作用力約等于乘員重力的10倍

D. 為了減輕碰撞時(shí)對(duì)模擬乘員的傷害程度，轎車前面的發(fā)動(dòng)機(jī)艙越堅(jiān)固越好

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示電路、中，電阻R和自感線圈L的電阻值都是很小接通S，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡A發(fā)光　　

A. 在電路中，閉合S，A立刻變亮

B. 在電路中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗

C. 在電路中，斷開S，A將漸漸變暗

D. 在電路中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平U形光滑框架，寬度L＝1m，電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量，電阻，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.2T，方向垂直框架向上．現(xiàn)用F＝1N的拉力由靜止開始向右拉ab棒，當(dāng)ab棒的速度達(dá)到時(shí)，求此時(shí)：

（1）ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小；

（2）ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小和方向；

（3）ab棒所受安培力的大小和方向；

（4）ab棒的加速度的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩個(gè)靠的很近的天體繞著它們連線上的一點(diǎn)（質(zhì)心）做圓周運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成穩(wěn)定的雙星系統(tǒng)。雙星系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌道平面上存在著一些特殊的點(diǎn)，在這些點(diǎn)處，質(zhì)量極小的物體（如人造衛(wèi)星）可以相對(duì)兩星體保持靜止，這樣的點(diǎn)被稱為“拉格朗日點(diǎn)”�，F(xiàn)將“地—月系統(tǒng)”看做雙星系統(tǒng)，如圖所示，O1位地球球心、O2位月球球心，它們繞著O1O2連線上的O點(diǎn)以角速度做圓周運(yùn)動(dòng)。P點(diǎn)到O1、O2距離相等且等于O1O2間距離，該點(diǎn)處小物體受地球引力和月球引力的合力F，方向恰好指向O，提供向心力，可使小物體也繞著O點(diǎn)以角速度做圓周運(yùn)動(dòng)。因此P點(diǎn)是一個(gè)拉格朗日點(diǎn)�，F(xiàn)沿O1O2連線方向?yàn)?/span>x軸，過O1與O1O2垂直方向?yàn)?/span>y軸建立直角坐標(biāo)系。A、B、C分別為P關(guān)于x軸、y軸和原點(diǎn)O1的對(duì)稱點(diǎn)，D為x軸負(fù)半軸上一點(diǎn)，到O1的距離小于P點(diǎn)到O1的距離。根據(jù)以上信息可以判斷

A. A點(diǎn)一定是拉格朗日點(diǎn)B. B點(diǎn)一定是拉格朗日點(diǎn)

C. C點(diǎn)可能是拉格朗日點(diǎn)D. D點(diǎn)可能是拉格朗日點(diǎn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在科幻電影《流浪地球》中，由于太陽(yáng)極速衰老膨脹即將吞噬地球，所以人類要把地球“推”離太陽(yáng)系，而要想實(shí)現(xiàn)這一步，首先要讓地球停止自轉(zhuǎn)。人類采用的辦法是在赤道上假設(shè)若干臺(tái)大功率“轉(zhuǎn)向發(fā)動(dòng)機(jī)”，利用核聚變反應(yīng)中釋放的能量將燃燒物質(zhì)以極高的速度拋射到太空，利用“反沖力”使地球轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減慢。已知每臺(tái)“轉(zhuǎn)向發(fā)動(dòng)機(jī)”在單位時(shí)間內(nèi)能將質(zhì)量為m0的物質(zhì)以相對(duì)地球速度v拋出，地球質(zhì)量為，半徑為，自轉(zhuǎn)角速度為。

（1）如圖所示，大圓表示地球赤道，彎曲箭頭表示地球自轉(zhuǎn)方向，小圓圈表示轉(zhuǎn)向發(fā)動(dòng)機(jī)的位置。要想獲得最大的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，使減速效果最好，請(qǐng)你用箭頭在途中A點(diǎn)標(biāo)出燃燒物質(zhì)的拋射方向___________。

（2）若轉(zhuǎn)向發(fā)動(dòng)機(jī)都按照產(chǎn)生最大力矩方向拋射物質(zhì)，求每臺(tái)轉(zhuǎn)向發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的平均反沖力F的大小___________。（說(shuō)明：地球減速是個(gè)漫長(zhǎng)的過程，但在研究反沖力時(shí)，可認(rèn)為地球自轉(zhuǎn)速度不變）

（3）為了計(jì)算在赤道上要假設(shè)多少臺(tái)“轉(zhuǎn)向發(fā)動(dòng)機(jī)”，需用到與剛體（理想化模型，即形狀和大小完全不變的物體）轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)的物理知識(shí)。雖然我們?cè)诟咧须A段沒有學(xué)習(xí)關(guān)于剛體的動(dòng)力學(xué)知識(shí)，但是我們可以通過“類比”的方法來(lái)認(rèn)識(shí)它。

a．我們學(xué)過質(zhì)點(diǎn)平動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程：。相應(yīng)地，在剛體轉(zhuǎn)動(dòng)中，有 ，其中，M表示力矩，表征外力對(duì)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)效果；I為剛體的“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”，與平動(dòng)中的質(zhì)量m相對(duì)應(yīng)，表征剛體轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度。對(duì)于質(zhì)量均勻分布的剛體而言，，m為球體質(zhì)量，R為球體半徑，地球可視為質(zhì)量分布均勻的剛體。到目前為止，你可能還不知道所代表的物理含義，但它也可以表示為某個(gè)物理量變化率的形式，與平動(dòng)中的加速度a對(duì)應(yīng)。請(qǐng)你利用所學(xué)知識(shí)并結(jié)合題目信息，猜想“”所代表的物理量，簡(jiǎn)要寫出猜想理由并說(shuō)明所代表的物理量的含義___________。

b．若要求在T時(shí)間內(nèi)停止自轉(zhuǎn)，求赤道上至少要安裝轉(zhuǎn)向發(fā)動(dòng)機(jī)的個(gè)數(shù)N___________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面上存在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m邊長(zhǎng)為a的正方形線框ABCD斜向穿進(jìn)磁場(chǎng)，當(dāng)AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框的速度為v，方向與磁場(chǎng)邊界成45°，若線框的總電阻為R，則

A. 線框穿進(jìn)磁場(chǎng)過程中，框中電流的方向?yàn)?/span>ABCD

B. AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框中感應(yīng)電流為

C. AC剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線框所受安培力為

D. 此時(shí)CD兩端電壓為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】舉世矚目的嫦娥四號(hào)，其能源供給方式實(shí)現(xiàn)了新的科技突破：它采用同位素溫差發(fā)電與熱電綜合利用技術(shù)結(jié)合的方式供能，也就是用航天器兩面太陽(yáng)翼收集的太陽(yáng)能和月球車上的同位素?zé)嵩磧煞N能源供給探測(cè)器。圖甲中探測(cè)器兩側(cè)張開的是光伏發(fā)電板，光伏發(fā)電板在外太空將光能轉(zhuǎn)化為電能。

某同學(xué)利用圖乙所示電路探究某光伏電池的路端電壓U與電流I的關(guān)系，圖中定值電阻R0=5Ω，設(shè)相同光照強(qiáng)度下光伏電池的電動(dòng)勢(shì)不變，電壓表、電流表均可視為理想電表。

（1）實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射該電池，閉合電鍵S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的阻值，通過測(cè)量得到該電池的U﹣I曲線a（如圖�。�。由此可知，該電源內(nèi)阻是否為常數(shù)_______（填“是”或“否”），某時(shí)刻電壓表示數(shù)如圖丙所示，讀數(shù)為________V，由圖像可知，此時(shí)電源內(nèi)阻為_______Ω。

實(shí)驗(yàn)二：減小實(shí)驗(yàn)一光照的強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)得U-I曲線b（如圖�。�。

（2）在實(shí)驗(yàn)一中當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為某值時(shí)路端電壓為2.5V，則在實(shí)驗(yàn)二中滑動(dòng)變阻器仍為該值時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為________W（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

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