精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

如圖所示，圓形氣缸分為上下兩部分，下部分橫截面積為上部分的2倍，兩部分連接處有一個卡環(huán)，使小活塞不會落到大氣缸內．大小活塞用一根長2L的硬桿相連．可在氣缸內無摩擦移動，缸內密封一定質量的理想氣體．開始在小活塞上有一個裝有大量小鋼球的杯子，小活塞與卡環(huán)間距離為L．緩緩給氣缸加熱，當溫度上升90K時，小活塞剛好移動到卡環(huán)處，此時把小鋼球一個一個地拿走，直到全部拿盡，小活塞又上升到距卡環(huán)為L的位置，此過程中氣體的溫度不變．再給氣體繼續(xù)加熱，使小活塞再次剛好下移到卡環(huán)處，氣體的溫度為多少K？

答案：
解析：

      		•

      　　(根據思路一)

      　　狀態(tài)1與狀態(tài)3的體積相等＝3LS；狀態(tài)2與狀態(tài)4的體積相等＝4LS，根據查理定律有：

      　　

      　　狀態(tài)1與狀態(tài)2為等壓過程，再根據蓋·呂薩克定律有：

      　　

      　　本題中被封氣體在狀態(tài)變化的過程中，有四個可確定狀態(tài)，先分別確定這四個狀態(tài)的狀態(tài)參量及四個狀態(tài)的狀態(tài)參量間的關系，才能確定用氣體三個實驗定律中的哪個定律來求解．

      　　[思路一]分析確定四個狀態(tài)的狀態(tài)參量關系為：

      狀態(tài)1

      ＝3LS

      狀態(tài)2

      ＋ΔT

      ＝4LS

      狀態(tài)3

      ＋ΔT

      ＝3LS

      狀態(tài)4

      ＝4LS

      　　狀態(tài)1與狀態(tài)3的體積相等＝3LS；狀態(tài)2與狀態(tài)4的體積相等＝4LS，根據查理定律可建立方程組，狀態(tài)1與狀態(tài)2的壓強相等，再根據蓋·呂薩克定律建立方程，聯(lián)立可解．

      　　[思路二]根據四個狀態(tài)的狀態(tài)參量間關系，狀態(tài)1與狀態(tài)2的壓強相等，狀態(tài)3與狀態(tài)4的壓強相等，據蓋·呂薩克定律聯(lián)立可解．

      　　[思路三]根據四個狀態(tài)的狀態(tài)參量間關系，狀態(tài)2與狀態(tài)3的溫度相等＋ΔT，根據玻椔甓
      提示：

      練習冊系列答案
      相關習題

      科目：高中物理 來源： 題型：

      精英家教網如圖所示，一個圓形不透明的氣缸高25cm，橫截面積40cm2，不計氣缸壁厚度，一個不計質量和厚度的光滑活塞封閉了一定質量的氣體．在氣缸中還有少量的水銀（不超過氣缸總容量的三分之一），為了測量氣缸內水銀的體積，在氣缸開口向上時，先測出活塞到氣缸口的距離為6cm，再把氣缸倒掛起來，待穩(wěn)定后測出活塞離氣缸口的距離減少了1cm．（已知當時的大氣壓為75cmHg）
      （1）求氣缸內水銀的體積；
      （2）在倒掛狀態(tài)下，將氣缸內溫度從27℃，升高到147℃，則氣缸內的氣體體積為多少？

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      科目：高中物理 來源：崇明縣二模 題型：問答題

      如圖所示，一個圓形不透明的氣缸高25cm，橫截面積40cm2，不計氣缸壁厚度，一個不計質量和厚度的光滑活塞封閉了一定質量的氣體．在氣缸中還有少量的水銀（不超過氣缸總容量的三分之一），為了測量氣缸內水銀的體積，在氣缸開口向上時，先測出活塞到氣缸口的距離為6cm，再把氣缸倒掛起來，待穩(wěn)定后測出活塞離氣缸口的距離減少了1cm．（已知當時的大氣壓為75cmHg）
      （1）求氣缸內水銀的體積；
      （2）在倒掛狀態(tài)下，將氣缸內溫度從27℃，升高到147℃，則氣缸內的氣體體積為多少？
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      科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

       【選做題】本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩題，并在答題卡相應的答題區(qū)域內作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．

      A．(選修模塊3—3)（12分）

      （1）（4分）判斷以下說法的正誤，在相應的括號內打“√”或“×”。

        （A）用手捏面包，面包體積會縮小，說明分子之間有間隙。（   ）

        （B）溫度相同的氫氣和氧氣，氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同。（   ）

        （C）夏天荷葉上小水珠呈球狀，是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的緣故。（    ）

        （D）自然界中進行的一切與熱現象有關的宏觀過程都具有方向性。（   ）

      （2）（4分）在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，有下列操作步驟，請補充實驗步驟的內容及實驗步驟中的計算式：

        （A）用滴管將濃度為的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，記下的油酸酒精溶液的滴數；

        （B）將痱子粉末均勻地撒在淺盤內的水面上，用滴管吸取濃度為的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面足夠大，且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數；

        （C）________________▲________________；

        （D）將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數；

        （E）用上述測量的物理量可以估算出單個油酸分子的直徑__▲____。

      （3）如圖所示，上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置，截面積為40cm2的活塞將

      一定質量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在氣缸內。在氣缸內距缸底60cm   

      處設有卡環(huán)ab，使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在ab上，缸內氣體的壓

      強等于大氣壓強為p0＝1.0×105Pa，溫度為300K�，F緩慢加熱汽缸內氣體，當

      溫度緩慢升高為330K，活塞恰好離開ab；當溫度緩慢升高為360K時，活塞上

      升了4cm。求：

      （1）活塞的質量；

      （2）整個過程中氣體對外界做的功。

      B．(選修模塊3—4)（12分）

      （1）（4分）判斷以下說法的正誤，在相應的括號內打“√”或“×”。

         （A）光速不變原理是狹義相對論的兩個基本假設之一。（     ）

         （B）拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度。（      ）

         （C）光在介質中的速度大于光在真空中的速度。（     ）

      （D）變化的電場一定產生變化的磁場；變化的磁場一定產生變化的電場。（     ）

         

      （2）（4分）如圖為一橫波發(fā)生器的顯示屏，可以顯示出波由0點從左向右傳播的圖像，屏上每一小格長度為1cm。在t＝0時刻橫波發(fā)生器上能顯示的波形如圖所示。因為顯示屏的局部故障，造成從水平位置A到B之間（不包括A、B兩處）的波形無法被觀察到（故障不影響波在發(fā)生器內傳播）。此后的時間內，觀察者看到波形相繼傳經B、C處，在t＝5秒時，觀察者看到C處恰好第三次（從C開始振動后算起）出現平衡位置，則該波的波速可能是

      （A）3.6cm/s    （B）4.8cm/s

      （C）6cm/s     （D）7.2cm/s

       

       

       

      （3）（4分）如圖所示，某同學用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針、確定入射光線，并讓入射光線過圓心，在玻璃磚（圖中實線部分）另一側垂直紙面插大頭針，使擋住、的像，連接。圖中為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，、分別是入射光線、折射光線與圓的交點，、均垂直于法線并分別交法線于、點。設的長度為，的長度為，的長度為，的長度為，求：

      ①為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量（用上述給  

      出量的字母表示），

      ②玻璃磚的折射率

       

       

      C．(選修模塊3—5)（12分）

      （1）下列說法中正確的是___▲_____

      （A）X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出的

      （B）放射性元素發(fā)生一次β衰變，原子序數增加1

      （C）光電效應揭示了光具有粒子性，康普頓效應揭示了光具有波動性

      （D）原子核的半衰期不僅與核內部自身因素有關，還與原子所處的化學狀態(tài) 

      有關

      （2）氫原子的能級如圖所示，當氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時，輻射的光  

      子照射在某金屬上，剛好能發(fā)生光電效應，則該金屬的逸出功為 ▲  eV。

      現有一群處于n=5的能級的氫原子向低能級躍遷，在輻射出的各種頻率的

      光子中，能使該金屬發(fā)生光電效應的頻率共有  ▲    種。

       

      （3）如圖，質量為m的小球系于長L＝0.8m的輕繩末端。繩的另一端

      系于O點。將小球移到輕繩水平位置后釋放，小球擺到最低點A

      時，恰與原靜止于水平面上的物塊P相碰。碰后小球回擺，上升的

      最高點為B，A、B的高度差為h＝0.2m。已知P的質量為M＝3m，

      P與水平面間的動摩擦因數為μ＝0.25，小球與P的相互作用時間

      極短。求P沿水平面滑行的距離。

       

       

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      科目：高中物理 來源：2008年上海市崇明縣高考物理二模試卷（解析版） 題型：解答題

      如圖所示，一個圓形不透明的氣缸高25cm，橫截面積40cm2，不計氣缸壁厚度，一個不計質量和厚度的光滑活塞封閉了一定質量的氣體．在氣缸中還有少量的水銀（不超過氣缸總容量的三分之一），為了測量氣缸內水銀的體積，在氣缸開口向上時，先測出活塞到氣缸口的距離為6cm，再把氣缸倒掛起來，待穩(wěn)定后測出活塞離氣缸口的距離減少了1cm．（已知當時的大氣壓為75cmHg）
      （1）求氣缸內水銀的體積；
      （2）在倒掛狀態(tài)下，將氣缸內溫度從27℃，升高到147℃，則氣缸內的氣體體積為多少？

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      科目：高中物理 來源：江蘇省鎮(zhèn)江市2010屆高三考前最后一卷3 題型：實驗題

       【選做題】本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩題，并在答題卡相應的答題區(qū)域內作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．

      A．(選修模塊3—3)（12分）

      （1）（4分）判斷以下說法的正誤，在相應的括號內打“√”或“×”。

        （A）用手捏面包，面包體積會縮小，說明分子之間有間隙。（    ）

        （B）溫度相同的氫氣和氧氣，氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同。（    ）

        （C）夏天荷葉上小水珠呈球狀，是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的緣故。（    ）

        （D）自然界中進行的一切與熱現象有關的宏觀過程都具有方向性。（    ）

      （2）（4分）在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，有下列操作步驟，請補充實驗步驟的內容及實驗步驟中的計算式：

        （A）用滴管將濃度為的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，記下的油酸酒精溶液的滴數；

        （B）將痱子粉末均勻地撒在淺盤內的水面上，用滴管吸取濃度為的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面足夠大，且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數；

        （C）________________▲________________；

        （D）將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數；

        （E）用上述測量的物理量可以估算出單個油酸分子的直徑__▲____。

      （3）如圖所示，上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置，截面積為40cm2的活塞將

      一定質量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在氣缸內。在氣缸內距缸底60cm   

      處設有卡環(huán)ab，使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在ab上，缸內氣體的壓

      強等于大氣壓強為p0＝1.0×105Pa，溫度為300K�，F緩慢加熱汽缸內氣體，當

      溫度緩慢升高為330K，活塞恰好離開ab；當溫度緩慢升高為360K時，活塞上

      升了4cm。求：

      （1）活塞的質量；

      （2）整個過程中氣體對外界做的功。

      B．(選修模塊3—4)（12分）

      （1）（4分）判斷以下說法的正誤，在相應的括號內打“√”或“×”。

         （A）光速不變原理是狹義相對論的兩個基本假設之一。（      ）

         （B）拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度。（      ）

         （C）光在介質中的速度大于光在真空中的速度。（      ）

      （D）變化的電場一定產生變化的磁場；變化的磁場一定產生變化的電場。（      ）

         

      （2）（4分）如圖為一橫波發(fā)生器的顯示屏，可以顯示出波由0點從左向右傳播的圖像，屏上每一小格長度為1cm。在t＝0時刻橫波發(fā)生器上能顯示的波形如圖所示。因為顯示屏的局部故障，造成從水平位置A到B之間（不包括A、B兩處）的波形無法被觀察到（故障不影響波在發(fā)生器內傳播）。此后的時間內，觀察者看到波形相繼傳經B、C處，在t＝5秒時，觀察者看到C處恰好第三次（從C開始振動后算起）出現平衡位置，則該波的波速可能是

      （A）3.6cm/s    （B）4.8cm/s

      （C）6cm/s     （D）7.2cm/s

       

       

       

      （3）（4分）如圖所示，某同學用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針、確定入射光線，并讓入射光線過圓心，在玻璃磚（圖中實線部分）另一側垂直紙面插大頭針，使擋住、的像，連接。圖中為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，、分別是入射光線、折射光線與圓的交點，、均垂直于法線并分別交法線于、點。設的長度為，的長度為，的長度為，的長度為，求：

      ①為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量（用上述給  

      出量的字母表示），

      ②玻璃磚的折射率

       

       

      C．(選修模塊3—5)（12分）

      （1）下列說法中正確的是___▲_____

      （A）X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出的

      （B）放射性元素發(fā)生一次β衰變，原子序數增加1

      （C）光電效應揭示了光具有粒子性，康普頓效應揭示了光具有波動性

      （D）原子核的半衰期不僅與核內部自身因素有關，還與原子所處的化學狀態(tài) 

      有關

      （2）氫原子的能級如圖所示，當氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時，輻射的光  

      子照射在某金屬上，剛好能發(fā)生光電效應，則該金屬的逸出功為 ▲  eV。

      現有一群處于n=5的能級的氫原子向低能級躍遷，在輻射出的各種頻率的

      光子中，能使該金屬發(fā)生光電效應的頻率共有   ▲    種。

       

      （3）如圖，質量為m的小球系于長L＝0.8m的輕繩末端。繩的另一端

      系于O點。將小球移到輕繩水平位置后釋放，小球擺到最低點A

      時，恰與原靜止于水平面上的物塊P相碰。碰后小球回擺，上升的

      最高點為B，A、B的高度差為h＝0.2m。已知P的質量為M＝3m，

      P與水平面間的動摩擦因數為μ＝0.25，小球與P的相互作用時間

      極短。求P沿水平面滑行的距離。

       

       

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