练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    8．如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部是由细管连通（忽略细管的容积）．两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，（已知m1=3m，m2=2m）．活塞与气缸无摩擦．活塞的下方为理想气体，上方为真空．当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h，在两活塞上面各放一个质量为m的物块，气体再次达到平衡后两活塞的高度差为（环境温度保持不变）$\frac{5}{4}h$．在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢升高到T，在这个过程中，气体对活塞做功为$5mgh（\frac{T}{{T}_{0}^{\;}}-1）$（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）．

    分析 （1）不加物体时，两侧等高，说明活塞产生的压强相等；在两活塞上同时各放一质量为m的物块后，气体全部在左侧汽缸中，先求解出气压，然后根据玻意耳定律列式求解；
    （2）等压膨胀过程，先根据盖-吕萨克定律列式求解末状态体积，然后求解气体对活塞做多少功

    解答 解：（1）设左、右活塞的面积分别为A′和A，由于气体处于平衡状态，故两活塞对气体的压强相等，
    即$\frac{3mg}{A′}=\frac{2mg}{A}$
    由此得$A′=\frac{3}{2}A$
    在两个活塞上各加一质量为m的物块后，右边物体对活塞产生的压强较大，所以气体向左气缸移动，最终右活塞降至气缸底部，所有气体都在左气缸中．
    在初态，气体的压强为$\frac{2mg}{A}$，体积为$\frac{5}{2}Ah$；在末态，气体压强为$\frac{8mg}{3A}$，体积为$\frac{3}{2}Ax$（x为左活塞的高度）．由玻意耳定律得：
    $\frac{2mg}{A}•\frac{5}{2}Ah=\frac{8mg}{3A}•\frac{3}{2}Ax$
    解得：$x=\frac{5}{4}h$，即两活塞的高度差为$\frac{5}{4}h$
    （2）当温度由${T}_{0}^{\;}$上升至T时，气体的压强始终为$\frac{8mg}{3A}$，设x′是温度达到T时左活塞的高度，由盖-吕萨克定律得：
    $\frac{x}{{T}_{0}^{\;}}=\frac{x′}{T}$
    得：$x′=\frac{T}{{T}_{0}^{\;}}x=\frac{5Th}{4{T}_{0}^{\;}}$
    活塞对气体做的功为：
    $W=Fx=4mg\frac{5}{4}h（\frac{T}{{T}_{0}^{\;}}-1）=5mgh（\frac{T}{{T}_{0}^{\;}}-1）$
    故答案为：$\frac{5}{4}h$              $5mgh（\frac{T}{{T}_{0}^{\;}}-1）$

    点评 本题关键是明确气体经历等压过程，然后灵活地选择气体实验定律列方程求解，根据热力学第一定律判断吸放热情况．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    4．重为400N的木箱放在水平地面上，木箱与地面间的最大静摩擦力是120N，动摩擦因数为0.25．如果分别用70N、110N和150N的水平力推木箱，木箱受到的摩擦力分别是多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    5．某工厂车间通过图示装置把贷物运送到二楼仓库，AB为水平传送带．CD为倾角θ=37°、长s=3m的倾斜轨道，AB与CD通过长度忽略不计的圆弧轨道平滑连接，DE为半径r=0.4m的光滑圆弧轨道，CD与DE在D点相切，OE为竖直半径，FG为二楼仓库地面（足够长且与E点在同一高度），所有轨道在同一竖直平面内，当传送带以恒定速率v=10m/s运行时，把一质量m=50kg的货物（可视为质点）由静止放入传送带的A端，贷物恰好能滑入二楼仓库．已知货物与传送带、倾斜轨道及二楼仓库地面间的动摩擦因数均为μ=0.2，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
    （1）货物在二楼仓库地面滑行的距离；
    （2）传送带把货物从A端运送到B端过程中因摩擦而产生的内能．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    16．下列说法中正确的是（　　）
    A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
    B．温度降低了，物体内每个分子动能一定减小
    C．质量一定的理想气体，压强不变时，温度越高，体积越大
    D．分子势能随着分子间的距离的增大，可能先减小后增大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    3．利用斜面从货车上卸货，已知每包货物（视为质点）的质量m=50kg，斜面的倾角α=37°，斜面的长度l=2.2m，货物与斜面间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，问：
    （1）每包货物从斜面顶端滑到底端的过程中，重力G和摩擦力f对它所做的功各为多少？
    （2）每包货物滑到斜面底端时，重力的功率P为多少？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    13．下列说法正确的是（　　）
    A．把煤堆在墙角时间长了，墙内部也变黑，证明分子在不断扩散
    B．酒精和水混合后体积减小，证明分子间有空隙
    C．布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的，固体小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著
    D．布朗运动是液体分子的无规则运动

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．如图所示为氢原子的能级图．当氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光子a；当氢原子从n=3的能级跃迁到n=l的能级时，辐射出光子b，则下列判断正确的是（　　）
    A．光子a的能量大于光子b的能量
    B．通过同一狭缝，b光比a光更容易发生衍射
    C．同种介质中．光子a的传播速度小于光子b的传播速度
    D．若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b也能使该金属发生光电效应

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    17．欧盟和中国联合开发的伽利略项目建立起了伽利略系统（全球卫星导航定位系统）．伽利略系统由27颗运行卫星和3颗预备卫星组成，可以覆盖全球，现已投入使用．卫星的导航高度为2.4×104km，倾角为56°，分布在3个轨道上，每个轨道面部署9颗工作卫星和1颗在轨预备卫星，当某颗工作卫星出现故障时可及时顶替工作．若某颗预备卫星处在略低于工作卫星的轨道上，以下说法中正确的是（　　）
    A．预备卫星的周期大于工作卫星的周期，速度大于工作卫星的速度，向心加速度大于工作卫星的向心加速度
    B．为了使该颗预备卫星进入工作卫星的轨道，应考虑启动火箭发动机向前喷气，通过反冲作用从较低轨道上使卫星加速
    C．工作卫星的周期小于同步卫星的周期，速度大于同步卫星的速度，向心加速度大于同步卫星的向心加速度
    D．三个轨道平面只有一个过地心，另外两个轨道平面分别只在北半球和南半球

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    18．关于匀变速直线运动，下列说法正确的是（　　）
    A．速度均匀变化的直线运动B．加速度均匀变化的直线运动
    C．速度变化率恒定的直线运动D．加速度恒定的直线运动

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案