(9分)如圖,氣缸由兩個橫截面不同的圓筒連接而成,活塞A、B被輕質(zhì)剛性細(xì)桿連接在一起,可無摩擦移動A、B的質(zhì)量分別為mA=12kg。mB=8.0kg,橫截面積分別為s1=4.0×1O-2m2Sg=2.0×l0-2m2一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在兩活塞之間,活塞外側(cè)大氣壓強(qiáng)Po=1.0×l05Pa

  

 

①氣缸水平放置達(dá)到如圖1所示的平衡狀態(tài),求氣體的壓強(qiáng)?

②已知此時氣體的體積V1=2.0×10-2m3,現(xiàn)保持溫度不變力氣缸豎直放置,達(dá)到平衡后如圖2所示,與圖1相比.活塞在氣缸內(nèi)移動的距離l為多少?取重力加速度g=10m/s2

 

【答案】

    ②  9.1×10-2m

【解析】

試題分析:利用氣態(tài)方程解題關(guān)鍵是確定狀態(tài),明確狀態(tài)參量,根據(jù)活塞和桿處于平衡狀態(tài),對其進(jìn)行受力分析,求壓強(qiáng).

①氣缸處于圖1位置時,設(shè)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為P1,對于活塞和桿,由力的平衡條件得:      

解得       

②氣缸處于圖2位置時,設(shè)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為P2,對于活塞和桿,由力的平衡條件得

    

設(shè)V2為氣缸處于圖2位置時缸內(nèi)氣體的體積,氣缸水平放置變?yōu)樨Q直放置是等溫過程,由玻意耳定律可得

由幾何關(guān)系可得  

由以上各式解得  l = 9.1×10-2m

考點(diǎn): 本題考查對氣體實(shí)驗(yàn)定律的理解和推理能力以及封閉氣體壓強(qiáng)的求解.

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

“物理3-3”模塊(10分)

(1)下列有關(guān)熱學(xué)知識的論述正確的是 (     )

A.教室內(nèi)看到透過窗子的“陽光柱”里粉塵顆粒雜亂無章的運(yùn)動,這種運(yùn)動是布朗運(yùn)動

B.只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量,就可以計(jì)算出阿伏伽德羅常數(shù)

C.在使兩個分子間的距離由很遠(yuǎn)(r>10-9m)減小到很難再靠近的過程中,分子間作用力先減小后增大;分子勢能不斷增大

D.溫度是物體分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志

E.兩個溫度不同的物體相互接觸時,熱量既能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體,也可以自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體

F.熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動無序程度的量度

(2)實(shí)驗(yàn)室內(nèi),某同學(xué)用導(dǎo)熱性能良好的氣缸和活塞將一定質(zhì)量的理想氣體密封在氣缸內(nèi)(活塞與氣缸壁之間無摩擦),活塞的質(zhì)量為m,氣缸內(nèi)部的橫截面積為S.用滴管將水緩慢滴注在活塞上,最終水層的高度為h,如圖所示.在此過程中,若大氣壓強(qiáng)恒為p0,室內(nèi)的溫度不變,水的密度為ρ,重力加速度為g,則以下圖象中能反映密閉氣體狀態(tài)變化過程的是(     )

 


(3)上題中若初始時,活塞離氣缸底部的高度為H,則活塞下降的高度為多少?此過程中氣缸內(nèi)氣體吸熱還是放熱,說明理由。

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