【題目】如圖所示，兩豎直且正對放置的導(dǎo)熱氣缸底部由細(xì)管道（體積忽略不計(jì)）連通，兩活塞a、b(厚度不計(jì)）用剛性輕桿相連，可在兩氣缸內(nèi)無摩擦地移動。上、下兩活塞的橫截面積分別為S1=10cm2、S2=20cm2，兩活塞總質(zhì)量為M=5kg，兩氣缸高度均為H=10cm。兩氣缸與細(xì)管道內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，系統(tǒng)平衡時(shí)活塞a、b到缸底部距離均為L=5cm。已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa，環(huán)境溫度T0=300K，取重力加速度g=10m/s2。

（i）若緩慢升高環(huán)境溫度，使一活塞緩慢移到對應(yīng)氣缸的底部，求此時(shí)環(huán)境的溫度。

（ⅱ）若保持溫度不變，用豎直向下的力緩慢推活塞b，直到活塞b到達(dá)氣缸底部，求此過程中推力的最大值。

【答案】(1) 400K (2) 75N

【解析】試題分析：（1）氣缸內(nèi)的氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋-呂薩克定律即可求解；（2）根據(jù)平衡條件求出初始時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)，由玻意耳定律求出末態(tài)氣體的壓強(qiáng)，再根據(jù)平衡條件求出向下的推力的最大值.

（i）氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，溫度升高，氣體體積變大，故活塞向上移動

由蓋-呂薩克定律有：

解得：T=400K

（ⅱ）設(shè)向下推動的距離為x時(shí)，氣體壓強(qiáng)為P

由平衡條件得：

當(dāng)F=0時(shí)，可得初始狀態(tài)氣體壓強(qiáng)

緩慢向下推活塞b的過程，溫度不變

由玻意耳定律得：

聯(lián)立以上各式得：

當(dāng)x=L時(shí)，F最大，

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)在做“用雙縫干涉測光的波長”實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知雙縫間的距離d=0.25mm，雙縫到毛玻璃屏間的距離L=75cm。實(shí)驗(yàn)時(shí)先移動測量頭上的手輪，把分化分劃板中心刻度線對齊A 條紋中心，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖（3）所示，然后轉(zhuǎn)動手輪，把分劃板中心刻度線向右邊移動，對齊B條紋中心，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖（4）所示。圖（3）中游標(biāo)卡尺的示數(shù)為x1=___________mm．圖（4）游標(biāo)卡尺的示數(shù)為x2=___________mm．所測光波的波長為___________m．（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】請看下圖，質(zhì)量M=8 kg的小車放在水平光滑的平面上，在小車左端加一水平推力F=8 N，當(dāng)小車向右運(yùn)動的速度達(dá)到1.5 m/s時(shí)，在小車前端輕輕地放上一個(gè)大小不計(jì)，質(zhì)量為m=2 kg的小物塊，物塊與小車間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，小車足夠長。求：

（1）小物塊放后，小物塊及小車的加速度各為多大？

（2）經(jīng)多長時(shí)間兩者達(dá)到相同的速度？

（3）從小物塊放上小車開始，經(jīng)過t=1.5 s小物塊通過的位移大小為多少？(取g=10 m/s2)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，用以測定電源電動勢和內(nèi)阻，使用的實(shí)驗(yàn)器材：待測干電池組(電動勢E約3V)、電流表A（量程10mA，內(nèi)阻小于1Ω）、電阻箱R（0~99.99Ω）、滑動變阻器（0~400Ω）、單刀雙擲開關(guān)、單刀單擲開關(guān)各一個(gè)及導(dǎo)線若干.考慮到干電池的內(nèi)阻較小，電流表的內(nèi)阻不能忽略，故先測量電流表的內(nèi)阻。

（1）該同學(xué)設(shè)計(jì)用甲圖測量電流表內(nèi)阻步驟如下：

①斷開單刀雙擲開關(guān)以及開關(guān)K，將滑動變阻器滑片P滑至B端、電阻箱R阻值調(diào)到最大。

②_______________________________________________________________________。

③_______________________________________________________________________。

④讀出此時(shí)電阻箱的阻值R=0.2Ω，即為電流表內(nèi)阻的測量值�？煞治鰷y量值應(yīng)____________（填“大于”“等于”或“小于”）真實(shí)值。

（2）通過控制開關(guān)狀態(tài)，該同學(xué)又進(jìn)行了電池電動勢和電池內(nèi)阻的測量實(shí)驗(yàn)，他一共記錄了六組電流I和電阻箱R的對應(yīng)數(shù)值，并建立坐標(biāo)系，作出“–R”圖線如圖乙，由此求出電動勢E=________V、內(nèi)阻r=________Ω。（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為θ的斜面體C置于水平地面上，小物塊B置于斜面上，通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與物體A相連接，連接物體B的一段細(xì)繩與斜面平行，已知A、B、C都處于靜止?fàn)顟B(tài)．則（　　）

A. 物體B受到斜面體C的摩擦力一定不為零

B. 斜面體C受到水平面的摩擦力一定為零

C. 斜面體C有沿地面向右滑動的趨勢，一定受到地面向左的摩擦力

D. 將細(xì)繩剪斷，若B物體依然靜止在斜面上，此時(shí)水平面對斜面體C的摩擦力一定不為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，是磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)簡圖。該裝置主要由測量齒輪、軟鐵、永久磁鐵、線圈等原件組成。測量齒輪為磁性材料，等距離地安裝在被測旋轉(zhuǎn)體的一個(gè)圓周上（圓心在旋轉(zhuǎn)體的軸線上），齒輪轉(zhuǎn)動時(shí)線圈內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。設(shè)感應(yīng)電流的變化頻率為f，測量齒輪的齒數(shù)為N，旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速為n。則

A. f = nN

B.

C. 線圈中的感應(yīng)電流方向不會變化

D. 旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速高低與線圈中的感應(yīng)電流無關(guān)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在動摩擦因數(shù)μ=0.2的水平面上，質(zhì)量m=2kg的物塊與水平輕彈簧相連，物塊在與水平方向成θ=45°角的拉力F作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)水平面對物塊的彈力恰好為零．g取10m/s2，以下說法正確的是（　�。�

A. 此時(shí)輕彈簧的彈力大小為20 N

B. 當(dāng)撤去拉力F的瞬間，物塊的加速度大小為8 m/s2，方向向左

C. 若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間物塊的加速度大小為8 m/s2，方向向右

D. 若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間物塊的加速度為0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】對于同一物理問題，常�？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。一段橫截面積為S、長為l的金屬電阻絲，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，每一個(gè)電子電量為e。該電阻絲通有恒定電流時(shí)，兩端的電勢差為U，假設(shè)自由電子定向移動的速率均為v。

（1）求導(dǎo)線中的電流I；

（2）所謂電流做功，實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功。為了求解在時(shí)間t內(nèi)電流做功W為多少，小紅記得老師上課講過，W＝UIt，但是不記得老師是怎樣得出W＝UIt這個(gè)公式的，既然電流做功是導(dǎo)線中的恒定電場對自由電荷的靜電力做功，那么應(yīng)該先求出導(dǎo)線中的恒定電場的場強(qiáng)，即E＝，設(shè)導(dǎo)體中全部電荷為q后，再求出電場力做的功，將q代換之后，小紅沒有得出W＝UIt的結(jié)果。

a. 請幫助小紅補(bǔ)充完善這個(gè)問題中電流做功的求解過程。

b. 為了更好地描述某個(gè)小區(qū)域的電流分布情況，物理學(xué)家引入了電流密度這一物理量，定義其大小為單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的電量。若已知該導(dǎo)線中的電流密度為j，導(dǎo)線的電阻率為，試證明： 。

（3）由于恒定電場的作用，導(dǎo)體內(nèi)自由電子會發(fā)生定向移動，但定向移動的速率遠(yuǎn)小于自由電子熱運(yùn)動的速率，而運(yùn)動過程中會與導(dǎo)體內(nèi)不動的粒子發(fā)生碰撞從而減速，因此自由電子定向移動的平均速率不隨時(shí)間變化。金屬電阻反映的是定向移動的自由電子與不動的粒子的碰撞。假設(shè)自由電子連續(xù)兩次與不動的粒子碰撞的時(shí)間間隔平均值為t0（這個(gè)時(shí)間由自由電子熱運(yùn)動決定，為一確定值），碰撞后自由電子定向移動的速度全部消失，碰撞時(shí)間不計(jì)。請根據(jù)以上內(nèi)容，推導(dǎo)證明金屬電阻絲的電阻率與金屬絲兩端的電壓無關(guān)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，上端接有定值電阻R，勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.將質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒由靜止釋放，當(dāng)速度達(dá)到v時(shí)開始勻速運(yùn)動，此時(shí)對導(dǎo)體棒施加一平行于導(dǎo)軌向下的拉力，并保持拉力的功率恒為P，導(dǎo)體棒最終以2v的速度勻速運(yùn)動．導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計(jì)導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻，重力加速度為g.下列選項(xiàng)正確的是(　　)

A. P=2mgvsin θ

B. P=3mgvsin θ

C. 當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)，加速度大小為

D. 當(dāng)導(dǎo)體棒速度達(dá)到時(shí)，加速度大小為

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