(8分)如圖,一氣缸水平固定在靜止的小車(chē)上,一質(zhì)量為m,面積為S的活塞將一定直來(lái)那個(gè)的氣體封閉在氣缸內(nèi),平衡時(shí)活塞與氣缸底相距L,F(xiàn)讓小車(chē)以一較小的水平恒定加速度向右運(yùn)動(dòng),穩(wěn)定時(shí)發(fā)現(xiàn)活塞相對(duì)于氣缸移動(dòng)了距離d。已知大氣壓強(qiáng)為p0,不計(jì)氣缸和活塞間的摩擦;且小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí),大氣對(duì)活塞的壓強(qiáng)仍可視為p0;整個(gè)過(guò)程溫度保持不變。求小車(chē)加速度的大小。
解析試題分析:設(shè)小車(chē)加速度大小為a,穩(wěn)定是氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P1,活塞受到氣缸內(nèi)外氣體的壓力分別為:f1=P1S, f0=P0S
由牛頓第二定律得:f1-f0=ma
小車(chē)靜止時(shí),在平衡情況下,氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P0,由波意耳定律得:P1V1=P0V
式中V=SL,V1=S(L-d)
聯(lián)立得:a=
考點(diǎn):本題考查了波意耳定律
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
如圖(a)所示,一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的氣缸水平放置,橫截面積為S=2×10-3m2、質(zhì)量為m=4kg厚度不計(jì)的活塞與氣缸底部之間封閉了一部分氣體,此時(shí)活塞與氣缸底部之間的距離為24cm,在活塞的右側(cè)12cm處有一對(duì)與氣缸固定連接的卡環(huán),氣體的溫度為300K,大氣壓強(qiáng)P0=1.0×105Pa。現(xiàn)將氣缸豎直放置,如圖(b)所示,取g=10m/s2。求:
(1)活塞與氣缸底部之間的距離;
(2)加熱到675K時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(10分)如圖所示,一導(dǎo)熱性能良好、內(nèi)壁光滑的氣缸豎直放置,在距氣缸底部l=36cm處有一與氣缸固定連接的卡環(huán),活塞與氣缸底部之間封閉了一定質(zhì)量的氣體.當(dāng)氣體的溫度T0=300K、大氣壓強(qiáng)時(shí),活塞與氣缸底部之間的距離 l0=30cm,不計(jì)活塞的質(zhì)量和厚度.現(xiàn)對(duì)氣缸加熱,使活塞緩慢上升,求:
①活塞剛到卡環(huán)處時(shí)封閉氣體的溫度T1;
②封閉氣體溫度升高到T2=540K時(shí)的壓強(qiáng)p2。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
圖中系統(tǒng)由左右兩個(gè)側(cè)壁絕熱、底部導(dǎo)熱、截面積均為s的容器組成。左容器足夠高.上端敞開(kāi).右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉。兩容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通。容器內(nèi)兩個(gè)絕熱的活塞A、B下方封有氮?dú)猓瓸上方封有氫氣。大氣的壓強(qiáng)為,溫度為.兩活塞因自身重量對(duì)下方氣體產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)均為。系統(tǒng)平衡時(shí),各氣柱的高度如圖所示。
現(xiàn)將系統(tǒng)底部浸入恒溫?zé)崴壑校俅纹胶鈺r(shí)A上升了一定高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡叫的位置并固定.第三次達(dá)到平衡后.氫氣柱t高度為0.8h.氮?dú)夂蜌錃饩梢暈槔硐霘怏w.求
①第二次平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積;
②水的溫度。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(6分)汽缸長(zhǎng)(汽缸的厚度可忽略不計(jì)),固定在水平面上,氣缸中有橫截面積為的光滑活塞,活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)溫度為、大氣壓為時(shí),氣柱長(zhǎng)度。現(xiàn)用力緩慢拉動(dòng)活塞,已知拉力最大值為。
①如果溫度保持不變,能否將活塞從汽缸中拉出?
②保持拉力最大值不變,將活塞從汽缸中拉出,汽缸中氣體溫度至少為多少攝氏度?
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(6分)氣缸長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m,固定在水平面上,氣缸中有橫截面積為S=100cm2的光滑活塞,活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)溫度為t=27℃,大氣壓為p0=1×105 Pa時(shí),氣柱長(zhǎng)度為l=0.9m,氣缸和活塞的厚度均可忽略不計(jì).求:
①如果溫度保持不變,將活塞緩慢拉至氣缸右端口,此時(shí)水平拉力F的大小?
②如果氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢升高,使活塞移至氣缸右端口時(shí),氣體溫度為多少攝氏度?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(9分)如圖,氣缸由兩個(gè)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(wú)摩擦移動(dòng)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(shí)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(dòng)的距離l為多少?取重力加速度g=10m/s2
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
(10分)有一空的薄金屬筒,高h(yuǎn)1=l0cm。某同學(xué)
將其開(kāi)口向下,自水銀表面處緩慢壓入水銀中,如圖所
示。設(shè)大氣溫度和水銀溫度恒定,筒內(nèi)空氣無(wú)泄漏,不
計(jì)氣體分子間相互作用。則金屬筒被壓入水銀表面下
h2=5cm處時(shí),內(nèi)部空氣柱的高度是多少?(大氣壓強(qiáng)為
Po=75cmHg,結(jié)果可用根式表示)
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