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    精英家教网底面积S=40cm2、高l0=15cm的圆柱形气缸开口向上放置在水平地面上，开口处两侧有挡板，如图所示．缸内有一可自由移动的质量为2kg活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10kg的物体A．开始时，气体温度t1=7℃，活塞到缸底的距离l1=10cm，物体A的底部离地h1=4cm，对气缸内的气体缓慢加热使活塞缓慢上升．已知大气压p0=1.0×105Pa，试求：
    （1）物体A刚触地时，气体的温度；
    （2）活塞恰好到达气缸顶部时，气体的温度．
    分析：（1）等压变化，根据理想气体状态列式求解；
    （2）写出初末位置的压强、体积和温度，然后根据理想气体状态方程列式求解．
    解答：解：（1）初始活塞受力平衡：P0S+mg=P1S+T，T=mAg
    被封闭气体压强P1=P0+
    (m-mA)g
    S
    =0.8×105Pa        
    初状态：V1=l1S，T1=280K
    A触地时：P1=P2，V2=（l1+h1）S
    等压变化，
    l1S
    T1
    =
    (l1+h1)S
    T2
                              
    代入数据，得T2=392K，即t2=119℃
    （2）活塞恰好到顶部时，P3=P0+
    mg
    S
    =1.05×105Pa            
    V3=l0S
    根据理想气体状态方程，
    P1l 1S
    T1
    =
    P3l0S
    T3
          
    代入数据，得T3=551.25K，即t2=278.25℃
    答：（1）物体A刚触地时，气体的温度为119℃；
    （2）活塞恰好到达气缸顶部时，气体的温度8.25℃．
    点评：本题关键是得到封闭气体初末状态的各个状态参量，然后根据理想气体状态方程列式求解即可．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，底面积S=40cm2的圆柱形气缸C开口向上放置在水平地面上，内有一可自由移动的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在质量为 2kg活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10kg的物体A．开始时，温度t1=7℃，活塞到缸底的距离l1=10cm，物体A的底部离地h1=4cm．已知外界大气压p0=1.0×105Pa不变，现对气缸内的气体缓慢加热直到A物体触地，试问：（重力加速度g=l0m/s2）
    （1）开始时气体的压强为多少Pa？
    （2）当物体A刚触地时，气体的温度为多少℃？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （08年上海卢湾模拟）（10分）如图所示，底面积s = 40cm2的圆柱形气缸C开口向上放置在水平地面上，内有一可自由移动的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在质量为 2kg活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着一轻弹簧B和质量也为 2kg的物体A。开始时，封闭气体的压强p1=1.0×105Pa，温度t1=7℃，活塞到缸底的距离l1=10cm，物体A的底部离地h1=2cm，弹簧的伸长量为2cm。已知外界大气压p0=1.0×105Pa不变。现对气缸内的气体缓慢加热，试求：

    （1）当物体A刚触地时，气体的温度加热到了多少℃？

    （2）当弹簧恰好恢复原长时，气体的温度加热到了多少℃？

     

          

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    科目：高中物理 来源：2013届上海市奉贤区高考一模物理试卷（带解析） 题型：计算题

    (10分）如图所示，底面积S= 40cm2的圆柱形气缸C开口向上放置在水平地面上，内有一可自由移动的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在质量为 2kg活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10kg的物体A.。开始时，温度t1=7℃，活塞到缸底的距离l1=10cm，物体A.的底部离地h1=4cm。已知外界大气压p0=1.0×105PA.不变，现对气缸内的气体缓慢加热直到A.物体触地，试问：（重力加速度g=l0m/s2）

    （1）开始时气体的压强为多少PA.？
    （2）当物体A.刚触地时，气体的温度为多少℃？

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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年上海市奉贤区高考一模物理试卷（解析版） 题型：计算题

    (10分）如图所示，底面积S= 40cm2的圆柱形气缸C开口向上放置在水平地面上，内有一可自由移动的活塞封闭了一定质量的理想气体，不可伸长的细线一端系在质量为 2kg活塞上，另一端跨过两个定滑轮提着质量为10kg的物体A.。开始时，温度t1=7℃，活塞到缸底的距离l1=10cm，物体A.的底部离地h1=4cm。已知外界大气压p0=1.0×105PA.不变，现对气缸内的气体缓慢加热直到A.物体触地，试问：（重力加速度g=l0m/s2）

    （1）开始时气体的压强为多少PA.？

    （2）当物体A.刚触地时，气体的温度为多少℃？

     

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