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8.如圖所示,一氣缸豎直放在水平地面上,缸體質(zhì)量M=10kg,活塞質(zhì)量m=4kg,活塞橫截面積S=2×10-3 m2,活塞上面封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,活塞下面與勁度系數(shù)k=2×103 N/m 的豎直輕彈簧相連,氣缸底部有氣孔O與外界相通,大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105 Pa.當(dāng)氣缸內(nèi)氣體溫度為127℃時(shí),彈簧為自然長(zhǎng)度,此時(shí)缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度L1=20cm.g取10m/s2,缸體始終豎直,活塞不漏氣且與缸壁無(wú)摩擦.
①當(dāng)缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度L2=24cm時(shí),缸內(nèi)氣體溫度為多少?
②缸內(nèi)氣體溫度上升到T0以上,氣體將做等壓膨脹,則T0為多少?

分析 (1)根據(jù)平衡條件求解前后兩種情況下的壓強(qiáng),再根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程求解;
(2)當(dāng)氣體壓強(qiáng)增大到一定值時(shí),氣缸對(duì)地壓力為零,此后再升高氣體溫度,氣體壓強(qiáng)不變,氣體做等壓變化.根據(jù)平衡條件和理想氣體狀態(tài)方程求解.

解答 ①由題意知,V1=L1S,V2=L2S,T1=400 K
p1=p0-mgS=0.8×105 Pa  
p2=p0+kL1L2mgS=1.2×105  Pa 
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得p1V1T1=p2V2T2
解得T2=720 K;
②當(dāng)氣體壓強(qiáng)增大到一定值時(shí),氣缸對(duì)地壓力為零,此后再升高氣體溫度,氣體壓強(qiáng)不變,氣體做等壓變化.設(shè)氣缸剛好對(duì)地沒(méi)有壓力時(shí)彈簧壓縮長(zhǎng)度為△x,則
k△x=(m+M)g  
解得△x=7 cm
由題意知,V3=(△x+L1)S
p3=p0+MgS=1.5×105 Pa 
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程得p1V1T1=p3V3T0
解得T0=1012.5 K.
答:①當(dāng)缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度L2=24cm時(shí),缸內(nèi)氣體溫度為720K;
②缸內(nèi)氣體溫度上升到T0以上,氣體將做等壓膨脹,則T0為1012.5K.

點(diǎn)評(píng) 本題主要是考查了理想氣體的狀態(tài)方程;解答此類問(wèn)題的方法是:找出不同狀態(tài)下的三個(gè)狀態(tài)參量,分析理想氣體發(fā)生的是何種變化,利用理想氣體的狀態(tài)方程列方程求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

17.如圖,A、B為振幅相同的相干波源,且向外傳播過(guò)程中振幅衰減不計(jì),圖中實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,則下列敘述正確的是( �。�
A.Q點(diǎn)始終處于波峰位置
B.R、S兩點(diǎn)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)
C.P、Q連線上各點(diǎn)振動(dòng)始終最強(qiáng)
D.P點(diǎn)在圖中所示的時(shí)刻處于波谷,再過(guò)14周期處于平衡位置
E.如果A、B兩波源頻率不同,也能產(chǎn)生類似的穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

18.如圖所示,一質(zhì)量為M=2m的帶有弧形軌道的平臺(tái)置于足夠長(zhǎng)的水平軌道上,弧形軌道與水平軌道平滑連接,但不固定水平軌道上靜置一小球B.從弧形軌道上距離水平軌道h高處由靜止釋放一質(zhì)量mA=m的小球A,小球A沿軌道下滑后與小球B發(fā)生彈性正碰,碰后小球A被彈回,且恰好追不上平臺(tái).已知所有接觸面均光滑,重力加速度為g.求:
(1)小球B的質(zhì)量;(用m表示)
(2)碰撞過(guò)程中小球A對(duì)小球B所做的功;(用m、h、g表示)
(3)碰撞過(guò)程中小球A對(duì)小球B的沖量.(用m、h、g表示)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

16.質(zhì)量為m的平板小車靜止在光滑的水平面上,一個(gè)質(zhì)量為M的人立于小車的一端,當(dāng)人從車的一端走向另一端的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是( �。�
A.人對(duì)小車壓力的沖量,使小車與人沿同方向運(yùn)動(dòng)
B.人對(duì)小車摩擦力的沖量,使小車產(chǎn)生與人運(yùn)動(dòng)方向相反的動(dòng)量
C.人與小車的動(dòng)量在任一時(shí)刻都大小相等而方向相反
D.人與車瞬間速度總大小相等方向相反

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3.如圖所示,用兩根等長(zhǎng)的輕細(xì)導(dǎo)線將質(zhì)量為m,長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒ab懸掛在c、d兩邊,金屬棒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.當(dāng)棒中通以由a到b的電流I后,兩導(dǎo)線偏離豎直方向θ角處于靜止?fàn)顟B(tài).已知重力加速度為g,為了使棒靜止在該位置,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為( �。�
A.mgILB.mgILtanθC.mgILsinθD.mgILcosθ

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13.右端帶有14光滑圓弧軌道質(zhì)量為M的小車靜置于光滑水平面上,如圖所示.一質(zhì)量為m的小球以速度v0水平?jīng)_上小車,關(guān)于小球此后的運(yùn)動(dòng)情況,以下說(shuō)法正確的是(  )
A.小球可能離開(kāi)小車水平向右做平拋運(yùn)動(dòng)
B.小球可能從圓弧軌道上端拋出而不再回到小車
C.小球不可能離開(kāi)小車水平向左做平拋運(yùn)動(dòng)
D.小球可能離開(kāi)小車做自由落體運(yùn)動(dòng)

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20.甲、乙兩球在光滑的水平面上沿同一直線向同一方向運(yùn)動(dòng),它們的動(dòng)量分別為p=5kg•m/s,p=9kg•m/s,當(dāng)甲追上乙發(fā)生碰撞后,乙球的動(dòng)量變?yōu)?2kg•m/s,則甲、乙兩球的質(zhì)量比m:m可能是( �。�
A.1:10B.3:10C.1:4D.1:6

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17.春節(jié)期間,某同學(xué)網(wǎng)購(gòu)了配件并自己組裝了一架航模,進(jìn)行了飛行試驗(yàn),他用遙控器控制航模在水平方向飛行,并在電腦上模擬出了航模的位移-時(shí)間圖象如圖所示,其中10s后的圖線與橫軸平行,由圖象可知( �。�
A.在0~10s內(nèi),航模飛行的距離為8m
B.在0~10s內(nèi),航模所受合力大小不變
C.在0~10s內(nèi),航模的速度先減小后增大
D.10s后,航模保持靜止?fàn)顟B(tài)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

18.如圖所示,v1為小船在靜水中的速度,v2為水流速度,v為小船的合速度.下列說(shuō)法正確的有( �。�
A.小船在流水中做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.小船將到達(dá)河對(duì)岸B點(diǎn)
C.小船將到達(dá)河對(duì)岸C點(diǎn)
D.若水流速度變大(其它條件不變),小船過(guò)河時(shí)間不變

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