【題目】如圖所示，兩正對且固定不動的導(dǎo)熱氣缸，與水平成30°角，底部由體積忽略不計(jì)的細(xì)管連通、活塞a、b用不可形變的輕直桿相連，不計(jì)活塞的厚度以及活塞與氣缸的摩擦，a、b兩活塞的橫截面積分別為S1=10cm2，S2=20cm2，兩活塞的總質(zhì)量為m=12kg，兩氣缸高度均為H=10cm。氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，系統(tǒng)平衡時(shí)活塞a、b到氣缸底的距離均為L=5cm(圖中未標(biāo)出)，已知大氣壓強(qiáng)為P=105Pa.環(huán)境溫度為T0=300K，重力加速度g取10m/s2。求：

(1)若緩慢降低環(huán)境溫度，使活塞緩慢移到氣缸的一側(cè)底部，求此時(shí)環(huán)境的溫度；

(2)若保持環(huán)境溫度不變，用沿輕桿向上的力緩慢推活塞，活塞a由開始位置運(yùn)動到氣缸底部，求此過程中推力的最大值。

【答案】(1)200K(2)40N

【解析】

(1)將兩活塞作為整體受力分析，求得氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；緩慢降低環(huán)境溫度，使活塞緩慢移動時(shí)，氣體壓強(qiáng)不變，體積減小，活塞向下移動；由蓋·呂薩克定律可得活塞緩慢移到氣缸的一側(cè)底部時(shí)環(huán)境的溫度。

(2) 沿輕桿向上的力緩慢推活塞，活塞a由開始位置運(yùn)動到氣缸底部時(shí)，推力最大。求得末狀態(tài)(活塞a由開始位置運(yùn)動到氣缸底部時(shí))氣體的總體積；據(jù)玻意耳定律求得末狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)；將兩活塞作為整體受力分析，求得推力的最大值。

(1)設(shè)初始?xì)怏w壓強(qiáng)為，將兩活塞作為整體受力分析，由平衡條件可得：，代入數(shù)據(jù)解得：

活塞緩慢移動過程中，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，溫度降低，體積減小，活塞向下移動；由蓋·呂薩克定律可得：，解得：活塞緩慢移到氣缸的一側(cè)底部時(shí)環(huán)境的溫度

(2) 沿輕桿向上的力緩慢推活塞，氣體體積變化，又氣體溫度不變，則氣體壓強(qiáng)變化，當(dāng)活塞到達(dá)汽缸頂部時(shí)，向上的推力最大，此時(shí)氣體的體積為，設(shè)此時(shí)的壓強(qiáng)為，由玻意耳定律得：

代入數(shù)據(jù)解得：

將兩活塞作為整體受力分析，由平衡條件可得：

代入數(shù)據(jù)解得：

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】如圖所示，在互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，電荷量為q的液滴在豎直面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動，已知電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則油滴的質(zhì)量和環(huán)繞速度分別為

A. ， B. ，

C. ， D. ，

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩物體A、B與輕彈簧栓接，一起靜止在光滑水平面上，m1>m2，現(xiàn)用錘子先后兩次分別敲擊A和B，使它們均獲得大小相同的初動量，當(dāng)敲擊A時(shí)彈簧壓縮到最短的長度為L1，錘子對A做的功為W1；敲擊B時(shí)彈簧壓縮到最短的長度為L2，錘子對B做的功為W2，則L1與L2及兩次錘子做的功W1和W2的大小關(guān)系正確的是（ ）

A. L1>L2 B. L1<L2 C. W1>W2 D. W1<W2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】中國志愿者王躍參與人類歷史上第一次全過程模擬從地球往返火星的試驗(yàn)“火星－500”。假設(shè)將來人類一艘飛船從火星返回地球時(shí)，經(jīng)歷如圖所示的變軌過程，則下列說法不正確的是（ ）

A. 飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動時(shí)，在P點(diǎn)的速度大于在Q點(diǎn)的速度

B. 飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)動時(shí)，在P點(diǎn)的速度大于在軌道Ⅱ上運(yùn)動時(shí)在P點(diǎn)的速度

C. 飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)動到P點(diǎn)時(shí)的加速度等于飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動到P點(diǎn)時(shí)的加速度

D. 若軌道Ⅰ貼近火星表面，測出飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)動的周期，就可以推知火星的密度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩端開口、粗細(xì)均勻的長直U形玻璃管內(nèi)由兩段水銀柱封閉著長度為15cm的空氣柱，氣體溫度為300K時(shí)，空氣柱在U形管的左側(cè)。

（i）若保持氣體的溫度不變，從左側(cè)開口處緩慢地注入25cm長的水銀柱，管內(nèi)的空氣柱長為多少？

（ii）為了使空氣柱的長度恢復(fù)到15cm，且回到原位置，可以向U形管內(nèi)再注入一些水銀，并改變氣體的溫度，應(yīng)從哪一側(cè)注入長度為多少的水銀柱？氣體的溫度變?yōu)槎嗌�？（大氣壓�?qiáng)P0=75cmHg，圖中標(biāo)注的長度單位均為cm）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一根金屬棒置于傾角θ=30°光滑的導(dǎo)軌上，金屬棒的質(zhì)量m=0.2kg,電阻r=1Ω,導(dǎo)軌寬度l=0.5m,上端與一阻值為R=1Ω的電阻相連，導(dǎo)軌足夠長，空間中存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2T,方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場。現(xiàn)由靜止釋放金屬棒，其余部分電阻不計(jì)，g取10m/s2（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。

求：（1）金屬棒下滑的最大速度？

(2)若金屬棒從開始到速度達(dá)到1.8m/s時(shí)，下滑距離為1m,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱是多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】矩形線框與理想電流表、理想變壓器、燈泡連接電路如圖甲所示．燈泡標(biāo)有“36 V　40 W”的字樣且阻值可以視作不變，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為2∶1，線框產(chǎn)生的電動勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示．則下列說法正確的是(　　)

A. 圖乙電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝36 sin(πt)V

B. 變壓器副線圈中的電流方向每秒改變50次

C. 燈泡L恰好正常發(fā)光

D. 理想變壓器輸入功率為20 W

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直墻壁與光滑水平地面交于B點(diǎn)，質(zhì)量為的光滑半圓柱體O緊靠豎直墻壁置于水平地面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為的均勻小球O用長度等于AB兩點(diǎn)間距離L的細(xì)線懸掛于豎直墻壁上的A點(diǎn)小球靜置于半圓柱體上，當(dāng)半圓柱體質(zhì)量不變而半徑不同時(shí)，細(xì)線與豎直墻壁的夾角θ就會跟著發(fā)生改變.已知重力加速度為g，不計(jì)各接觸面間的摩擦，則下列說法正確的是

A. 當(dāng)θ=60°時(shí)，半圓柱體對地面的壓力

B. 當(dāng)θ=60°時(shí)，小球?qū)Π雸A柱體的壓力

C. 改變圓柱體的半徑，圓柱體對整直墻壁的最大壓力為

D. 圓柱體的半徑增大時(shí)，對地面的壓力保持不變

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在xOy平面內(nèi)0≤x≤L的范圍內(nèi)存在著電場強(qiáng)度方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場，一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v0沿y軸正方向開始運(yùn)動。當(dāng)它經(jīng)過圖中虛線上的P點(diǎn)(L，L)后，粒子繼續(xù)運(yùn)動一段時(shí)間進(jìn)入一個(gè)圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域(圖中未畫出)，之后粒子又從電場虛線邊界上的Q點(diǎn)(L，2L)沿與y軸正方向夾角為60°的方向進(jìn)入電場，已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直xOy平面向里，大小為B，不計(jì)粒子重力。求：

(1)電場強(qiáng)度的大�。�

(2)粒子到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的速度大�。�

(3)圓形磁場的最小橫截面積。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案