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(9分)如图所示,有一热气球,球的下端有一小口,使球内外的空气可以流通,以保持球内外压强相等,球内有温度调节器,以便调节球内空气的温度,使气球可以上升或下降,设气球的总体积V=500m(球壳体积忽略不计),除球内空气外,气球质量M=180kg。已知地球表面大气温度T=280K,密度ρ=1.20kg/m,如果把大气视为理想气体,它的组成和温度几乎不随高度变化。

Ⅰ.为使气球从地面飘起,球内气温最低必须加热到多少?
Ⅱ.当球内温度为480K时,气球上升的加速度多大?

Ⅰ.   Ⅱ

解析试题分析:Ⅰ. 设气球刚好从地面飘起时气球内的气体温度为,密度为,则气球升起时,浮力等于气球和内部气体的总重力即
由于气球内的气体温度升高时,压强并没有变化,那么原来的气体温度升高后体积设为,根据质量相等,则有
原来的气体温度升高后,压强不变,体积从变为,根据理想气体状态方程则有
整理可得
Ⅱ。当球内温度为480K时,气球升高前体积,温度密度的气体变为体积温度等于密度的气体,则有计算得
对气球受到自身重力,空气浮力,根据牛顿第二定律有
解得
考点:理想气体状态方程

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如图所示,绝热气缸封住一定质量的理想气体,竖直倒放于水平地面,活塞质量不可忽略,不计摩擦.现把气缸稍微倾斜一点重新达到平衡,则(   )

A.气体的密度变小B.气体的密度不变
C.气体的压强增大D.气体的压强减小

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,一圆柱形绝热容器竖直放置,通过绝热活塞封闭着温度为T1的理想气体,活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h。现通过电热丝给气体加热一段时间,使活塞缓慢上升且气体温度上升到T2,若这段时间内气体吸收的热量为Q,已知大气压强为p0,重力加速度为g,求:

①气体的压强.
②这段时间内活塞缓慢上升的距离是多少?
③这段时间内气体的内能变化了多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(8分)如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管横截面积是细管的2倍。管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为,大气压强为。现将粗管管口封闭,然后将细管管口用一活塞封闭并将活塞缓慢推入管中,直到两管中水银面高度差达到为止。整个过程中气体温度保持不变,求:
①左端液面下降多少?     ②活塞下移的距离(结果保留两位有效数字)。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分)如图所示,两端开口的U形玻璃管两边粗细不同,粗管横截面积是细管的2倍.管中装入水银,两管中水银面与管口距离均为12 cm,大气压强为p0=75 cmHg.现将粗管管口封闭,然后将细管管口用一活塞封闭并将活塞缓慢推入管中,直至两管中水银面高度差达6 cm为止,求活塞下移的距离(假设环境温度不变).

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分)如图,一上端开口,下端封闭的细长玻璃管,下部有长l1=66cm的水银柱,中间封有长l2=6.6cm的空气柱,上部有长l3=44cm的水银柱,此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为Po=76cmHg。如果使玻璃管绕低端在竖直平面内缓慢地转动一周,求在开口向下和转回到原来位置时管中空气柱的长度。封入的气体可视为理想气体,在转动过程中没有发生漏气。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分)如图所示,“13”形状的各处连通且粗细相同的细玻璃管竖直放置在水平地面上,只有竖直玻璃管FG中的顶端G开口,并与大气相通,水银面刚好与顶端G平齐。AB =" CD" = L,BD =" DE" =,FG =。管内用水银封闭有两部分理想气体,气体1长度为L,气体2长度为L/2,L = 76cm。已知大气压强P0 = 76cmHg,环境温度始终为t0 = 27℃,现在仅对气体1缓慢加热,直到使BD管中的水银恰好降到D点,求此时(计算结果保留三位有效数字)

① 气体2的压强P2为多少厘米汞柱?
② 气体1的温度需加热到多少摄氏度?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

某汽车发动机的气缸容积为,在压缩前其气缸内气体温度为,压强为,在压缩冲程末,气缸内气体体积被压缩为,若要求此时缸内气体温度达到,则此时的气缸壁将承受多大的气压?(视缸内气体为理想气体)

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

对于以下光学现象或运用,说法错误的:(  )

A.自行车尾灯的内部构造实质是一列竖直排布的紧密的全反射三棱镜
B.海面上的海市蜃楼将呈现倒立的像,位置在实物的上方,又称上现蜃景
C.夏天雨后的天空出现美丽的彩虹,是光的色散现象
D.光导纤维的内芯一般由折射率较大的玻璃纤维制成

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