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【题目】如图,质量为M=1kg的导热性能极好的气缸,高为L=30cm,开口向上置于水平地面上,气缸中有横截面积为S=10cm2、质量为m=2kg的光滑活塞,活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内。外界温度为t0=27℃、大气压为p0=105Pa,此时气柱高度为20cm,气缸和活塞的厚度均可忽略不计,重力加速度为g10m/s2

(i)将气缸固定在地面上,如果气体温度保持不变,将活塞缓慢拉至气缸顶端,求在顶端处,竖直拉力F的大小。

(ii)如果外界温度缓慢升高到恰使活塞移至气缸顶端,则此时外界温度t为多少摄氏度?

【答案】(1)40N(2)177

【解析】

(1)气体进行等温变化,找到气体的状态参量,根据玻意耳定律列式求解;(2)气体进行等压变化,根据盖吕萨克定律列式求解最终的温度.

(1)对所封闭的气体,开始时:V1=lS;

活塞到顶端时:V2=LS;

此过程满足

联立解得:

带入数据解得F=40N;

(2)对所封闭的气体,开始时:V1=lS;T1=300K

活塞到顶端时:V2=LS;T2=?,

此过程为等压过程,则根据

解得T2=450K=177

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】硅光电池在无光照射时不产生电能,可视为一电子元件。某实验小组设计如图甲电路,给硅光电池加反向电压硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点,探究其在无光照时的反向伏安特性。图中电压表V1量程选用3V,内阻为60 kΩ;电压表V2量程选用15V,内阻约为30 kΩ;R0为保护电阻;直流电源电动势约为12V,内阻不计。

用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示数U1、U2

1某次测量时,电压表V1示数如图乙,则U1= V,可算出通过硅光电池的反向电流大小为 mA保留两位小数

2该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix图中“-”表示反向,并在坐标纸上建立Ix-Ux坐标系,请你标出坐标点,并绘出Ix-Ux图线。

3Ix-Ux图线知,硅光电池无光照下加反向电压时,IxUx 填“线性”或“非线性”关系。

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【题目】如图所示,在光滑的水平面上静止放着装有一条光滑弧形轨道的小车,小车的质量为1kg一质量为0.5kg的小球以3m/s的速度沿弧形轨道水平方向射入,小球沿弧形轨道上升至h高处后,再沿轨道下滑脱离小车(g=10m/s2),则( )

A. h=45cm

B. 小球上升至h处的速度为0

C. 脱离时小球的速度大小为3m/s

D. 脱离时小车的速度大小为2m/s

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在公路的十字路口,红灯拦停了很多汽车,拦停的汽车排成笔直的一列,最前面的一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐,相邻两车的前端之间的距离均为L=6.0m,若汽车起动时都以a=2.5m/s2的加速度作匀加速运动,加速到v=10.0m/s后做匀速运动通过路口.该路口亮绿灯时间t=40.0s,而且有按倒计时显示的时间显示灯.另外交通规则规定:原在绿灯时通行的汽车,红灯亮起时,车头已越过停车线的汽车允许通过.请解答下列问题:

(1)若绿灯亮起瞬时,所有司机同时起动汽车,问有多少辆汽车能通过路口?

(2)第(1)问中,不能通过路口的第一辆汽车司机,在时间显示灯刚亮出“3”时开始刹车做匀减速运动,结果车的前端与停车线相齐时刚好停下,求刹车后汽车加速度大小.

(3)事实上由于人反应时间的存在,绿灯亮起时不可能所有司机同时起动汽车.现假设绿灯亮起时,第一个司机迟后△t=0.90s起动汽车,后面司机都比前一辆车迟后0.90s起动汽车,在该情况下,有多少辆车能通过路口?

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【题目】如图所示,直升飞机放下绳索从湖里吊起困在水中的伤员后,在某一高度沿直线飞行;在伤员上升的某段过程中,地面上观察者发现伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线.空气阻力不计,关于该过程中吊绳对伤员的拉力,下列分析正确的是(  )

A. 拉力一定竖直向上,且大于重力

B. 拉力一定倾斜向上,且大于重力

C. 拉力可能竖直向上,也可能倾斜向上,但一定指向直升机

D. 拉力可能竖直向上,也可能倾斜向上,不一定指向直升机

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【题目】美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器,应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点,能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大的能量,使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一步。如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图,其中盒缝间的加速电场场强大小恒定,且被限制在AC板间。带电粒子从P0处静止释放,并沿电场线方向射入加速电场,经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动。对于这种改进后的回旋加速器,下列说法正确的是( )

A. 带电粒子每运动一周被加速一次

B. PlP2=P2P3

C. 加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸无关

D. 加速电场方向不需要做周期性的变化

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【题目】一金属容器置于地面上,带电小球用绝缘细线悬挂于容器中,容器内的电场线分布如图所示。容器内表面为等势面,AB为容器内表面上的两点。下列说法正确的是

A. 小球带负电

B. A点的电场强度比B点的小

C. 同一试探电荷在小球表面的电势能一定大于在A点的电势能

D. 将同一试探电荷从A点沿不同路径移到B点,电场力所做的功不同

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【题目】小明用电学方法测量电线的长度,首先小明测得电线铜芯的直径为1.00mm,估计其长度不超过50m,(已知铜的电阻率为Ωm),现有如下实验器材:①量程为3V、内阻约为3KΩ的电压表;②量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表;③阻值为0-2Ω的滑动变阻器;④内阻可忽略,输出电压为3V的电源;⑤阻值为R0=4.30Ω的定值电阻,开关和导线若干小明采用伏安法测量电线电阻,正确连接电路后,调节滑动变阻器,电流表的示数从0开始增加,当示数为0.5A时,电压表示数如图1所示读数为_______V,根据小明测量的信息,图2P点应该______(选填a”、“b”、 “c”不接”)q点应该______ (选填a”、“b”、“c”不接),小明测得的电线长度为____________m。

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【题目】假设空间某一静电场的电势x变化情况如图所示,根据图中信息可以确定下列说法中正确的是

A. 范围内各点场强的方向均与x轴平行

B. 只在电场力作用下,正电荷沿x轴从0运动到,可做匀减速直线运动

C. 负电荷沿x轴从移到的过程中,电场力做正功,电势能减小

D. 无法比较间的场强大小

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