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(9分)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆形气缸内,汽缸壁导热良好,活塞可沿汽缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p,活塞下表面相对于气缸底部的高度为h,外界的温度为T0。现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,沙子倒完时,活塞下降了h/4。若此后外界的温度变为T,求重新达到平衡后气体的体积。已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g。

试题分析:气缸导热良好,说明气体温度一直等于外界温度T0,设气缸底面积为S,活塞质量为m0,大气压强p0
开始平衡时有
沙子倒完后平衡时,对活塞分析
整理可得
根据理想气体状态方程有可得
联立可得
外界温度变为T时,根据理想气体状态方程可得
根据活塞平衡可得
重新平衡后的气体体积
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

下列说法正确的是(     ) 
A.能源按基本形态分为一次能源和再生能源
B.能源按基本形态分为一次能源和二次能源
C.能源按基本形态分为再生能源和非再生能源
D.能源按基本形态分为常规能源和新能源

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图7-4所示,在一个圆柱形导热的气缸中,用活塞封闭了一部分空气,活塞与气缸壁间是密封而光滑的,一弹簧秤挂在活塞上,将整个气缸悬吊在天花板上。当外界气温升高(大气压不变)时,[   ]
A.弹簧秤示数变大
B.弹簧秤示数变小
C.弹簧秤示数不变
D.条件不足,无法判断

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图,一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置,管内用水银将一段气体封闭在管中。当温度为280K时,被封闭的气柱长L=22cm,两边水银柱高度差h=16cm,大气压强=76cmHg。

(1)为使左端水银面下降3cm,封闭气体温度应变为多少?
(2)封闭气体的温度重新回到280K后,为使封闭气柱长度变为20cm,需向开口端注入的水银柱长度为多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞,使气缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦,可以在缸内自由移动,缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同,则下列结论中正确的是(  )
A.若外界大气压增大,则弹簧压缩量将增大
B.若外界大气压增大,则气缸的上底面距地面的高度将增大
C.若气温升高,则活塞距地面的高度将减小
D.若气温升高,则气缸的上底面距地面的高度将增大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下,体积变化与温度变化关系”的实验装置示意图。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶,B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接,C管开口向上,一定质量的气体被封闭于烧瓶内。开始时,B、C内的水银面等高,外界大气压恒定不变。

(1)若气体温度升高,为使瓶内气体的压强不变,应将C管_______(填“向上”或“向下”)移动,直至_____________。
(2)(单选)实验中多次改变气体温度,用Dt表示气体升高的温度,用Dh表示B管内水银面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是( )

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在一端封闭的U形管中用水银柱封闭一段空气柱L,当空气柱的温度为27℃时,左管水银柱的长度,右管水银柱长度,气柱长度;当空气柱的温度变为127℃时,变为7cm.求:当时的大气压强和末状态空气柱的压强(单位用cmHg).

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图均匀薄壁U形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的截面积为S,内装有密度为r的液体。右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上,卡口与左管上端等高,活塞与管壁间无摩擦且不漏气。温度为T0时,左、右管内液面等高,两管内空气柱长度均为L,压强均为大气压强P0,重力加速度为g。现使左右两管温度同时缓慢升高,在活塞离开卡口上升前,左右两管液面保持不动,试求:

(1)右管活塞刚离开卡口上升时,右管封闭气体的压强P1
(2)温度升高到T1为多少时,右管活塞开始离开卡口上升。
(3)温度升高到T2为多少时,两管液面高度差为L。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

温度计是生活、生产中常用的测量装置。右图为一简易温度计,一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内,封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时,水柱位置将上下变化。已知A、D间的测量范围为20℃—80℃,A、D间刻度均匀分布。由图可知,A、D及有色水柱下端所示温度分别为(    )

A、20℃、80℃、64℃      B、20℃、80℃、68℃
C、80℃、20℃、32℃      D、80℃、20℃、34℃

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