1.如圖所示,豎直放置的圓柱形氣缸內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞,可在氣缸內(nèi)作無(wú)摩擦滑動(dòng),活塞下方封閉一定質(zhì)量的氣體.已知活塞截面積為S,大氣壓強(qiáng)為p0,氣缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度為T0,重力加速度為g.求:
(1)若保持溫度不變,在活塞上放一重物,使氣缸內(nèi)氣體的體積減小$\frac{1}{3}$,這時(shí)氣體的壓強(qiáng)和所加重物的質(zhì)量M.
(2)在加壓重物的情況下,要使氣缸內(nèi)的氣體恢復(fù)到原來(lái)體積,應(yīng)對(duì)氣體加熱,使氣體溫度升高到多少攝氏度?

分析 先根據(jù)理想氣體的等溫變化解得此時(shí)氣體的壓強(qiáng),然后根據(jù)$P=\frac{F}{S}$,解得所加的物體重力.第二步氣體做的是等壓變化,根據(jù)等壓變化的規(guī)律來(lái)解.

解答 解:(1)若保持溫度不變,在活塞上放一重物,使氣缸內(nèi)氣體的體積減小$\frac{1}{3}$,
根據(jù)理想氣體的等溫變化:p1=p0+$\frac{mg}{S}$,V1=V;  p2=p2,V2=$\frac{2}{3}$V
p1V1=p2V2,
解得:p2=$\frac{3}{2}$(p0+$\frac{mg}{S}$)
活塞上放一重物,對(duì)活塞受力分析得:p2s=(M+m)g+P0S,代入數(shù)據(jù)得:$\frac{3}{2}$(p0+$\frac{mg}{S}$)=p0+$\frac{(M+m)g}{S}$
解得:M=$\frac{1}{2}$m+$\frac{{P}_{0}S}{2g}$
(2)在加壓重物的情況下,保持氣缸內(nèi)壓強(qiáng)不變,要使氣缸內(nèi)的氣體恢復(fù)原來(lái)體積,應(yīng)對(duì)氣體加熱,
p1=p0+$\frac{mg}{S}$,V1=V; T1=T0,p3=p2=$\frac{3}{2}$(p0+$\frac{mg}{S}$),V3=V,T3$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{3}{V}_{3}}{{T}_{3}}$
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程:
$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{3}{V}_{3}}{{T}_{3}}$
解得:T3=$\frac{3}{2}$ T0
t3=$\frac{3}{2}$ T0-273攝氏度
答:(1)氣體的壓強(qiáng)為$\frac{3}{2}$(p0+$\frac{mg}{S}$),所加重物的質(zhì)量M為$\frac{1}{2}$m+$\frac{{P}_{0}S}{2g}$.
(2)氣體溫度升高到$\frac{3}{2}$ T0-273攝氏度.

點(diǎn)評(píng) 正確應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程的前提是:判斷此變化過(guò)程是屬于等壓、等容、還是等溫變化,受力分析時(shí)研究對(duì)象的確定.

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:選擇題

11.如圖,將一質(zhì)點(diǎn)從放置在粗糙水平地面上的光滑半圓型槽的槽口A點(diǎn)由靜止釋放,經(jīng)最低點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)到與A等高的C點(diǎn),半圓型槽未發(fā)生移動(dòng).下列說(shuō)法正確的是(  )
A.從A到C,半圓型槽所受摩擦力先增大再減小
B.從A到C,半圓型槽所受摩擦力的方向先向左再向右
C.從A到B,質(zhì)點(diǎn)所受重力的瞬時(shí)功率先增大后減小
D.從B到C,質(zhì)點(diǎn)所受彈力的瞬時(shí)功率不斷減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

12.有一面積為S=100cm2金屬環(huán),電阻為R=1Ω,環(huán)中磁場(chǎng)變化規(guī)律如圖所示,且磁場(chǎng)方向垂直環(huán)面向里,在t1到t2時(shí)間內(nèi),
(1)環(huán)中感應(yīng)電流的方向如何?
(2)通過(guò)金屬環(huán)的電量為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

9.在x=-0.5m處有一波源,產(chǎn)生沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波,傳到坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)的波形如圖所示.當(dāng)此波到達(dá)P點(diǎn)時(shí),處于原點(diǎn)的O處的質(zhì)點(diǎn)所通過(guò)的路程和該時(shí)刻的位移分別是( 。
A.10.25 m,2 cmB.10.25 m,-2 cmC.82 cm,-2 cmD.82 cm,2 cm

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

16.某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置測(cè)量溫度:A是容積較大的玻璃泡,A中封有一定質(zhì)量的空氣,B是一根與A連接的均勻細(xì)玻璃管(玻璃管的容積遠(yuǎn)小于A的容積),管的下端插入水銀槽.當(dāng)外界大氣壓p0=76cmHg,環(huán)境溫度t0=27℃時(shí),管內(nèi)水銀柱的高度h=46cm,在管壁外側(cè)與水銀面等高的位置標(biāo)出對(duì)應(yīng)的溫度,然后依次標(biāo)出其它溫度刻線.
(1)此測(cè)溫裝置中,h越大,相應(yīng)的溫度讀數(shù)越低(選填“高”或“低”);溫度刻線是均勻分布的(選填“均勻”或“不均勻”).  
(2)水銀柱高度h′=36cm處的溫度刻度值應(yīng)為127℃.
(3)若外界大氣壓強(qiáng)變?yōu)閜0′=77cmHg,讀出溫度為t℃,則實(shí)際溫度應(yīng)修正為t+10℃.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

6.在傾角為θ的斜面上固定兩根足夠長(zhǎng)且間距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于斜面向下.有兩根質(zhì)量分別為m1和m2的金屬棒a、b,先將a棒垂直于導(dǎo)軌放置,用跨過(guò)光滑定滑輪的細(xì)線與物塊c連接,連接a棒的細(xì)線平行于導(dǎo)軌,由靜止釋放c,此后某時(shí)刻,將b也垂直于導(dǎo)軌放置,此刻起a、c做勻速運(yùn)動(dòng)而b靜止,a棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直,兩棒與導(dǎo)軌電接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計(jì),則( 。
A.物塊c的質(zhì)量是(m1+m2)sinθ
B.b棒放上導(dǎo)軌前,物塊c減少的重力勢(shì)能等于a、c增加的動(dòng)能
C.b棒放上導(dǎo)軌后,a棒克服安培力所做的功等于a棒上消耗的電能
D.b棒放上導(dǎo)軌后,b棒中電流大小是$\frac{{m}_{1}gsinθ}{BL}$

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

13.如圖所示是原子核的平均結(jié)合能與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖象,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.如D和E能結(jié)合成F,結(jié)合過(guò)程一定會(huì)吸收核能
B.如D和E能結(jié)合成F,結(jié)合過(guò)程一定會(huì)釋放核能
C.如A分裂成B和C,分裂過(guò)程一定會(huì)吸收核能
D.如A分裂成B和C,分裂過(guò)程一定會(huì)釋放核能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

10.乒乓球是速度較快的球類運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,假設(shè)在某次比賽中,乒乓球飛來(lái)的速度大小為v,運(yùn)動(dòng)員將球以大小為4v的速度反向擊回,乒乓球的質(zhì)量為m,乒乓球與球拍作用的時(shí)間為△t,在運(yùn)動(dòng)員擊球的過(guò)程中,求:
(1)乒乓球動(dòng)量的變化量.
(2)乒乓球動(dòng)能的變化量.
(3)乒乓球所受的平均作用力.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

6.如圖所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成:粒子源N;P、Q間的加速電場(chǎng);靜電分析器,即中心線半徑為R的四分之一圓形通道,通道內(nèi)有均勻輻射電場(chǎng),方向沿徑向指向圓心O,且與圓心O等距的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等;磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向外;膠片M.由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子,經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入靜電分析器,某些粒子能沿中心線通過(guò)靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng),最終打到膠片上的某點(diǎn).粒子從粒子源發(fā)出時(shí)的初速度不同,不計(jì)粒子所受重力.下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子速度大小一定相等
B.從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子動(dòng)能一定相等
C.打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相等
D.打到膠片上位置距離O點(diǎn)越近的粒子,比荷越大

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案