(9分)如圖所示，氣缸放置在水平平臺(tái)上，活塞質(zhì)量為10 kg，橫截面積為50 cm2，厚度為1 cm，氣缸全長(zhǎng)為21 cm，大氣壓強(qiáng)為1×105 Pa，當(dāng)溫度為7 ℃時(shí)，活塞封閉的氣柱長(zhǎng)10 cm，若將氣缸倒過(guò)來(lái)放置時(shí)，活塞下方的空氣能通過(guò)平臺(tái)上的缺口與大氣相通．(g取10 m/s2，不計(jì)活塞與氣缸之間的摩擦，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

①將氣缸倒過(guò)來(lái)放置，若溫度上升到27 ℃，求此時(shí)氣柱的長(zhǎng)度．

②汽缸倒過(guò)來(lái)放置后，若逐漸升高溫度，發(fā)現(xiàn)活塞剛好接觸平臺(tái)，求此時(shí)氣體的溫度．

 

 

【答案】

①16.1 cm? ②100 °C

【解析】

試題分析：以活塞為研究對(duì)象，汽缸未倒過(guò)來(lái)時(shí)，有p0S＋mg＝pS

汽缸倒過(guò)來(lái)后，有p′S＋mg＝p0S??????? 溫度為7 °C不變，有pSl0＝p′Sl′

聯(lián)立解得l′＝l0＝15 cm????????????????? （3分）

①溫度由7 °C升高到27 °C的過(guò)程中，封閉氣體壓強(qiáng)不變

由蓋—呂薩克定律知????? ? 解得l″≈16.1 cm???????? （3分）

②活塞剛好接觸平臺(tái)時(shí)，氣體的溫度為T ，?? 則

解得T≈373 K???? 故t＝100 °C???? （3分）

考點(diǎn)：本題考查理想氣體狀態(tài)方程

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(9分）如圖所示，兩端開口的氣缸水平固定，A、B是兩個(gè)厚度不計(jì)的活塞，可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)。面積分別為S1=20cm2，S2=10cm2，它們之間用一根細(xì)桿連接，B通過(guò)水平細(xì)繩繞過(guò)光滑的定滑輪與質(zhì)量為M=2kg的重物C連接，靜止時(shí)氣缸中的氣體溫度T1=600K，氣缸兩部分的氣柱長(zhǎng)均為L，已知大氣壓強(qiáng)p0=1×105Pa，取g=10m/s2,缸內(nèi)氣體可看作理想氣體。

①活塞靜止時(shí)，求氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；

②若降低氣缸內(nèi)氣體的溫度，當(dāng)活塞A緩慢向右移動(dòng)時(shí)，求氣缸內(nèi)氣體的溫度。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2014屆武漢市武昌區(qū)高二下學(xué)期期末調(diào)研考試物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

（1）（6分）下列說(shuō)法正確的是（選對(duì)一個(gè)給2分，選對(duì)兩個(gè)給4分，選對(duì)三個(gè)給6分，選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得分為0分）

A．布朗運(yùn)動(dòng)雖然不是液體分子的運(yùn)動(dòng)，但是它可以說(shuō)明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

B．只要知道水的摩爾質(zhì)量和一個(gè)水分子的質(zhì)量，就可以計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)

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

D．通過(guò)科技創(chuàng)新，我們能夠研制出內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的熱機(jī)

E．內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相同

（2）（5分）在粗測(cè)油酸分子大小的實(shí)驗(yàn)中，具體操作如下：

①取純油酸1.00mL注入容量為250mL的瓶?jī)?nèi)，然后向瓶中加入酒精，直到液面達(dá)到250mL的刻度為止，搖動(dòng)瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液；

②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，記錄滴入的滴數(shù)直到量筒達(dá)到1.00mL為止，恰好共滴了100滴；

③在淺盤內(nèi)注入約2cm深的水，將痱子粉均勻撒在水面上，再用滴管吸取油酸的酒精溶液，輕輕地向水面滴一滴溶液，油酸在水面上會(huì)很快散開，形成一油酸薄膜，待薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀；

④將畫有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板，放在畫有許多已知邊長(zhǎng)的小正方形的坐標(biāo)紙上，計(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)，由小正方形邊長(zhǎng)和小正方形的總個(gè)數(shù)計(jì)算得此油膜面積為3.60×102cm2。

利用上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可求得油酸分子的直徑為        m。（保留3位有效數(shù)字）

（3）（9分)如圖所示，豎直放置的、左端封閉、右端開口的U形管中用水銀柱封住一段空氣柱L，當(dāng)空氣柱的溫度為t1=7℃時(shí)，左臂水銀柱的高度h1 =15cm，右臂水銀柱的高度h2 = 10 cm，氣柱長(zhǎng)度L1=20cm；僅將管內(nèi)被封住的空氣柱加熱到t2=127℃且穩(wěn)定時(shí)，圖中的h1變?yōu)閔1′= 10cm。不考慮水銀和管的熱脹冷縮，大氣壓強(qiáng)始終不變。當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)多大？（單位用cmHg）

 

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