【題目】如圖所示，兩個(gè)可導(dǎo)熱的氣缸豎直放置，它們的底部由一細(xì)管連通（忽略細(xì)管的容積）。兩氣缸各有一個(gè)活塞，質(zhì)量分別為m1和m2，活塞與氣缸無(wú)摩擦�；钊南路綖槔硐霘怏w，上方為真空。當(dāng)氣體處于平衡狀態(tài)時(shí)，兩活塞位于同一高度h.（已知m1＝2m，m2＝m）

（1）在兩活塞上同時(shí)各放一質(zhì)量為m的物塊，求氣體再次達(dá)到平衡后兩活塞的高度差（假定環(huán)境溫度始終保持為T0）；

（2）在達(dá)到上一問(wèn)的終態(tài)后，環(huán)境溫度由T0緩慢上升到1.25T0，試問(wèn)在這個(gè)過(guò)程中，氣體對(duì)活塞做了多少功？（假定在氣體狀態(tài)變化過(guò)程中，兩物塊均不會(huì)碰到氣缸頂部）。

【答案】（1）x=h（2）0.75mgh

【解析】試題分析：（1）開(kāi)始時(shí)兩缸內(nèi)的氣壓相等，從而可得出兩活塞的面積關(guān)系，兩活塞上同時(shí)各加一質(zhì)量為m的物塊后，就打破了原有的平衡，面積小的活塞會(huì)下沉，直至面積小的活塞移到底部，再確定左側(cè)氣體的狀態(tài)參量，整個(gè)過(guò)程是等溫變化，由氣體的狀態(tài)方程可得出左缸氣體的高度，即為兩活塞的高度差．（2）緩慢升溫氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律求體積變化，求出活塞移動(dòng)的距離，根據(jù)W=Fl求功

（1）設(shè)左、右活塞的面積分別為S'和S，由于氣體處于平衡狀態(tài)，故兩活塞對(duì)氣體的壓強(qiáng)相等，即： ，由此得

在兩個(gè)活塞上各加質(zhì)量為m的物塊后，假設(shè)左右兩活塞仍沒(méi)有碰到汽缸底部，

由平衡條件：P左=，P右=，P左＜P右，

則右活塞降至氣缸底部，所有氣體都在左氣缸中。

在初態(tài)，氣體的壓強(qiáng)為，體積為3Sh；在末態(tài)，氣體壓強(qiáng)為，體積為2xS（x為左活塞的高度）

由玻意耳定律得： ·3Sh=·2xS解得：x=h，即兩活塞的高度差為x=h

（2）當(dāng)溫度由T0上升至T=1.25T0時(shí)，氣體的壓強(qiáng)不變，設(shè)x'是溫度達(dá)到T時(shí)左活塞的高度，

由蓋·呂薩克定律得：x'=x=1.25h活塞對(duì)氣體做的功為：W= =3mg(x'－x)=0.75mgh

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2的水平面上有一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ=45°角的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端相連，此時(shí)小球處于靜止平衡狀態(tài)，且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零。取g=10m/s2，且小球與地面之間的最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力的大小，則當(dāng)剪斷輕繩的瞬間，以下說(shuō)法中不正確的是

A. 此時(shí)輕彈簧的彈力大小為20N

B. 地面對(duì)小球的作用力大于20 N

C. 小球的加速度大小為8m/s2，方向向左

D. 若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度大小為10m/s2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（20分）在光滑水平地面上有一凹槽A，中央放一小物塊B，物塊與左右兩邊槽壁的距離如圖所示，L為1.0m，凹槽與物塊的質(zhì)量均為m，兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.05，開(kāi)始時(shí)物塊靜止，凹槽以v0＝5m/s初速度向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)物塊與凹槽槽壁碰撞過(guò)程中沒(méi)有能量損失，且碰撞時(shí)間不計(jì)。g取10m/s2。求：( )

（1）物塊與凹槽相對(duì)靜止時(shí)的共同速度；

（2）從凹槽開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到兩者相對(duì)靜止物塊與右側(cè)槽壁碰撞的次數(shù)；

（3）從凹槽開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到兩者剛相對(duì)靜止所經(jīng)歷的時(shí)間及該時(shí)間內(nèi)凹槽運(yùn)動(dòng)的位移大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于材料的電阻率，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 把一根長(zhǎng)導(dǎo)線截成等長(zhǎng)的三段，則每段的電阻率都是原來(lái)的

B. 材料的電阻率隨溫度的升高而增大

C. 純金屬的電阻率較合金的電阻率小

D. 電阻率是反映材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，電阻率越大的導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用越大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列關(guān)于力的認(rèn)識(shí)正確的是（　　）

A.物體所受重力的大小與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)

B.站在地面上的人受到的彈力是腳形變產(chǎn)生的

C.摩擦力的方向可能與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同

D.重心一定在物體上

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直放置的半圓形光滑絕緣軌道半徑為R，圓心為O，下端與絕緣水平軌道在B點(diǎn)平滑連接．一質(zhì)量為m、帶電量為＋q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，置于水平軌道上的A點(diǎn)．已知A、B兩點(diǎn)間的距離為L，物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g.

(1)若物塊能到達(dá)的最高點(diǎn)是半圓形軌道上與圓心O等高的C點(diǎn)，則物塊在A點(diǎn)水平向左運(yùn)動(dòng)的初速度應(yīng)為多大？

(2)若整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，物塊在A點(diǎn)水平向左運(yùn)動(dòng)的初速度，沿軌道恰好能運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)D，向右飛出．則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多大？

(3)若整個(gè)裝置處于水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)的大小.現(xiàn)將物塊從A點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終不脫離軌道，求物塊第2n(n＝1、2、3…)次經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用控制變量法，可以研究影響平行板電容器電容的因素．設(shè)兩極板正對(duì)面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為θ.實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若(　　)．

A. 保持S不變，增大d，則θ變大

B. 保持S不變，增大d，則θ變小

C. 保持d不變，減小S，則θ變小

D. 保持d不變，減小S，則θ變大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，以下說(shuō)法中正確的是（　�。�

A.物體在變力作用下，不可能做曲線運(yùn)動(dòng)

B.物體在受到與速度不在同一直線上的合外力作用下，一定做曲線運(yùn)動(dòng)

C.物體在恒力作用下，一定做曲線運(yùn)動(dòng)

D.物體在變力作用下，不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組要探究力對(duì)物體做功與物體獲得速度的關(guān)系，選取的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：

①實(shí)驗(yàn)時(shí)，在未連接橡皮筋時(shí)將木板的左端用小木塊墊起，不斷調(diào)整使木板傾斜合適的角度，輕推小車，使小車勻速下滑，這樣做的目的是______________________________；

②使小車在一條橡皮筋的作用下由某位置靜止彈出沿木板滑行，橡皮筋對(duì)小車做功為W；再用完全相同的2條、3條……橡皮筋同時(shí)作用于小車，每次均由靜止在__________（填“相同”或“不同”）位置釋放小車，使橡皮筋對(duì)小車做的功分別為2W、3W、……

③分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，分別求出小車每次獲得的最大速度v1、v2、v3、……，作出W-v圖象，則下列符合實(shí)際的圖象是__________（填字母序號(hào)）

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