【題目】 扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象。如圖,截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上,開始時內(nèi)部封閉氣體的溫度為300 K,壓強為大氣壓強p0。當(dāng)封閉氣體溫度上升至303 K時,杯蓋恰好被整體頂起,放出少許氣體后又落回桌面,其內(nèi)部氣體壓強立刻減為p0,溫度仍為303 K。再經(jīng)過一段時間,內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到300 K。整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體。求:

()當(dāng)溫度上升到303 K且尚未放氣時,封閉氣體的壓強;

()當(dāng)溫度恢復(fù)到300 K時,豎直向上提起杯蓋所需的最小力。

【答案】(1) (2)

【解析】試題分析:分析初末狀態(tài)的氣體狀態(tài)參量,由查理定律可求得后來的壓強;對開始杯蓋剛好被頂起列平衡方程;再對后來杯內(nèi)的氣體分析,由查理定律及平衡關(guān)系列式,聯(lián)立求解最小力。

(1)以開始封閉的氣體為研究對象,由題意可知,初狀態(tài)溫度T0=300 K,壓強為p0,末狀態(tài)溫度T1=303 K,壓強設(shè)為p1,由查理定律得:

代入數(shù)據(jù)得:

(2)設(shè)杯蓋的質(zhì)量為m,剛好被頂起時,由平衡條件得:p1S=p0S+mg

放出少許氣體后,以杯蓋內(nèi)的剩余氣體為研究對象,由題意可知,初狀態(tài)溫度T2=303 K,壓強p2=p0,末狀態(tài)溫度T3=300 K,壓強設(shè)為p3,由查理定律得:

設(shè)提起杯蓋所需的最小力為F,由平衡條件得

F+p3S=p0S+mg

聯(lián)立以上代入數(shù)據(jù)得:

練習(xí)冊系列答案
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【題目】理想變壓器連接電路如圖所示,已知原、副線圈匝數(shù)比為2:1,原線圈兩端接入一電壓(V)的交流電源,各個電表均為理想交流電表,則

A. 通過可變電阻R的交變電流頻率為100Hz

B. 電壓表的示數(shù)為155V

C. 當(dāng)滑動變阻器R的滑片往上滑時,電壓表的示數(shù)增大

D. 當(dāng)滑動變阻器R接入電路的阻值為110Ω時,電流表的示數(shù)為0.5A

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【題目】如圖所示的電路中,理想二極管和水平放置的平行板電容器串聯(lián)接在電路中,閉合開關(guān)S,平行板間有一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電液滴恰好能處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列說法正確中的是(

A.將A板向上平移一些,液滴將向下運動

B.將A板向左平移一些,液滴將向上運動

C.?dāng)嚅_開關(guān)S,將A板向下平移一些,液滴將保持靜止不動

D.?dāng)嚅_開關(guān)S,將A板向右平移一些,液滴將向上運動

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【題目】在通電螺線管內(nèi)部有一點A,通過A點的磁感線方向一定是( )

A. 從螺線管的N極指向S

B. 放在該點的小磁針北極受力的方向

C. 從螺線管的S極指向N

D. 放在該點的小磁針的南極受力的方向

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【題目】如圖所示,在樓道內(nèi)傾斜天花板上安裝燈泡。將一根輕繩的兩端分別固定在天花板上的ab兩點,另取一根輕繩將燈泡懸掛在O點,繩Oa水平,整個裝置靜止。現(xiàn)保持O點位置不變,對燈泡施加一個水平向右的拉力,使它稍向右移動一小段距離,兩繩中拉力F1F2的變化情況是

A. F1減小 B. F1不變 C. F2減小 D. F2不變

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【題目】在平直的公路上以一般速度(約為5 m/s)行駛的自行車所受阻力約為車和人總重力的0.02倍,則騎車人的功率最接近于(車和人的總質(zhì)量約為100 kg)( )

A. 0.1 kW B. 1 000 kW C. 1 kW D. 10 kW

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【題目】目前,環(huán)境污染已非常嚴(yán)重瓶裝純凈水已經(jīng)占領(lǐng)柜臺.再嚴(yán)重下去,瓶裝純凈空氣也會上市.設(shè)瓶子的容積為500 mL空氣的摩爾質(zhì)量M29×103 kg/mol.按標(biāo)準(zhǔn)狀況計算,NA6.0×1023 mol1試估算:

(1)空氣分子的平均質(zhì)量是多少?

(2)一瓶純凈空氣的質(zhì)量是多少?

(3)一瓶中約有多少個氣體分子?

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【題目】如圖所示,物體A和B的質(zhì)量均為m,且分別與輕繩相連接跨過定滑輪不計繩子與滑輪、滑輪與軸之間的摩擦,當(dāng)用水平力F拉B物體使B沿水平方向向右做勻速直線運動的過程中,繩對A的拉力大小是

A物體A的速度始終小于物體B的速度

B物體A處于超重狀態(tài)

C拉力F做的功數(shù)值上等于A物體動能的增加量

D物體A的機械能守恒

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【題目】如圖1所示是一種常用的力傳感器,它是利用金屬電阻應(yīng)變片將力的大小轉(zhuǎn)換為電阻大小變化的傳感器。常用的力傳感器由金屬梁和應(yīng)變片組成,且力F越大,應(yīng)變片彎曲程度越大,應(yīng)變片的電阻變化就越大,輸出的電壓差也就越大。已知傳感器不受壓力時的電阻約為,為了準(zhǔn)確地測量該阻值,設(shè)計了以下實驗,實驗原理圖如圖2所示。

實驗室提供以下器材:

A.定值電阻

B.滑動變阻器(阻值為,額定功率為

C.電流表,內(nèi)阻

D.電流表,內(nèi)阻約為

E.直流電源(電動勢,內(nèi)阻約為

F.直流電源(電動勢,內(nèi)阻約為

G.開關(guān)S及導(dǎo)線若干

(1)當(dāng)金屬梁沒有受到壓力時,兩應(yīng)變片的電阻相等,通過兩應(yīng)變片的電流相等,則輸出的電壓差________(填“大于零”“小于零”或“等于零”);

(2)圖2中①.②為電流表,其中電流表①選_______(填“”或“”),電源選___(填“”或“”);

(3)在供電電路中滑動變阻器有兩種連接方式:一種是限流式,另一種是分壓式,本實驗應(yīng)選擇的方式為_____________;

(4)在圖3中,將原電路B.C間導(dǎo)線斷開,并將滑動變阻器與原設(shè)計的電路A、B、C端的一些端點連接,調(diào)節(jié)滑動變阻器,測量多組數(shù)據(jù),從而使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確,請在圖3中正確連接電路;

(5)結(jié)合上述實驗步驟可以得出電阻的表達式為_______(兩電流表的電流分別用、表示)。

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