選修3-3模塊如圖所示,一個上下都與大氣相通的直圓筒,中間用兩個活塞A與B封住一定質(zhì)量的理想氣體,A,B都可沿圓筒無摩擦地上、下滑動,但不漏氣.A的質(zhì)量可不計,B的質(zhì)量為M,并與一勁度系數(shù)k=5×103N/m的較長的彈簧相連,已知大氣壓強p=1×105Pa,活塞的橫截面積s=0.01m2.平衡時,兩活塞問的距離l=0.6m,現(xiàn)用力壓A,使之緩慢向下移動一定距離后,保持平衡,此時,用于壓A的力F=5×102N,求活塞A向下移動的距離.(假定氣體溫度保持不變)

【答案】分析:由于A的質(zhì)量可不計,初態(tài)時,封閉氣體的壓強等于大氣壓,以B為研究對象,求出彈簧的壓縮量.當(dāng)用力壓A時,再以B為研究對象,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向下移動的距離.
解答:解:設(shè)活塞A向下移動l,相應(yīng)B向下移動x,對氣體分析:
初態(tài):p1=p             V1=lS
末態(tài):p2=p+         V2=(l-1+x)S
由玻-意耳定律:p1V1=p2V2
因為兩活塞間的距離原來為l,活塞A向下移動l,相應(yīng)B向下移動x,則末狀態(tài)時,兩活塞的距離為l-l+x.
得:p1lS=(p+)(l-1+x )S…①
初態(tài)時,彈簧被壓縮量為x',由胡克定律:Mg=kx'…②
當(dāng)活塞A受到壓力F時,活塞B的受力情況如圖所示.F'為此時彈簧彈力
由平衡條件可知pS+F'=pS+F+Mg…③
由胡克定律有:F'=k(x+x')…④
聯(lián)立①②③④解得:l=0.3m.
答:活塞A向下移動的距離為0.3m.
點評:本題考查了玻意耳定律與力學(xué)知識的綜合,有一定難度.關(guān)鍵搞清初末狀態(tài),運用力學(xué)平衡和玻意耳定律綜合求解.
練習(xí)冊系列答案
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(2013?開封一模)選修3-3模塊如圖所示,一個上下都與大氣相通的直圓筒,中間用兩個活塞A與B封住一定質(zhì)量的理想氣體,A,B都可沿圓筒無摩擦地上、下滑動,但不漏氣.A的質(zhì)量可不計,B的質(zhì)量為M,并與一勁度系數(shù)k=5×103N/m的較長的彈簧相連,已知大氣壓強p0=1×105Pa,活塞的橫截面積s=0.01m2.平衡時,兩活塞問的距離l0=0.6m,現(xiàn)用力壓A,使之緩慢向下移動一定距離后,保持平衡,此時,用于壓A的力F=5×102N,求活塞A向下移動的距離.(假定氣體溫度保持不變)

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[物理選修3-3模塊]
如圖所示,a、b兩束不同的單色光平行地從空氣射入水中,發(fā)生折射,α>β,則下列說法正確的是
BD
BD

A.水對光束a的折射度較大
B.水中光束b的速度較小
C.光束a頻率較大
D.若從水中射向空氣,光束a的臨界角比光束b的臨界角大.

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科目:高中物理 來源:2012年湖北省黃岡市麻城一中高考物理模擬試卷(八)(解析版) 題型:解答題

[物理選修3-3模塊]
如圖所示,a、b兩束不同的單色光平行地從空氣射入水中,發(fā)生折射,α>β,則下列說法正確的是______
A.水對光束a的折射度較大
B.水中光束b的速度較小
C.光束a頻率較大
D.若從水中射向空氣,光束a的臨界角比光束b的臨界角大.

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科目:高中物理 來源:2013年河南省開封市高考物理一模試卷(解析版) 題型:解答題

選修3-3模塊如圖所示,一個上下都與大氣相通的直圓筒,中間用兩個活塞A與B封住一定質(zhì)量的理想氣體,A,B都可沿圓筒無摩擦地上、下滑動,但不漏氣.A的質(zhì)量可不計,B的質(zhì)量為M,并與一勁度系數(shù)k=5×103N/m的較長的彈簧相連,已知大氣壓強p=1×105Pa,活塞的橫截面積s=0.01m2.平衡時,兩活塞問的距離l=0.6m,現(xiàn)用力壓A,使之緩慢向下移動一定距離后,保持平衡,此時,用于壓A的力F=5×102N,求活塞A向下移動的距離.(假定氣體溫度保持不變)

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