【題目】如圖,上端開口的豎直汽缸由大、小兩個同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個活塞,兩活塞用剛性輕桿連接,兩活塞間充有氧氣,小活塞下方充有氮氣。已知:大活塞的質(zhì)量為2m,橫截面積為2S,小活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S;兩活塞間距為L;大活塞導熱性能良好,汽缸及小活塞絕熱;初始時氮氣和汽缸外大氣的壓強均為p0,大活塞與大圓筒底部相距,兩活塞與氣缸壁之間的摩擦不計,重力加速度為g,F(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣,求當小活塞緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時,氮氣的壓強。

【答案】

【解析】

試題以兩活塞整體為研究對象,根據(jù)平衡條件求出初始時氧氣壓強為p1和體積V1;再求出當小活塞緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時氧氣的體積V2;再由玻意耳定律,求出此時氧氣的壓強p2,最后利用平衡條件求出氮氣壓強為p;根據(jù)平衡條件求出壓強,在根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程求出溫度。

①以兩活塞整體為研究對象,設(shè)初始時氧氣壓強為p1,根據(jù)平衡條件有

p0S+3mgp1S

化簡得

初始時氧氣體積:

當小活塞緩慢上升至上表面與大圓筒底部平齊時,氧氣體積

V2=2SL

由于大活塞導熱,小活塞緩慢上升可認為氧氣溫度不變,設(shè)此時氧氣壓強為p2,

由玻意耳定律得p2V2p1V1

聯(lián)立解得氧氣的壓強:

②設(shè)此時氮氣壓強為p,溫度為T,根據(jù)平衡條件有p0·2S+3mgp2SpS

得:

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有:

聯(lián)立得

練習冊系列答案
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【題目】某同學用如圖所示裝置驗證動量守恒定律。

斜槽被豎直固定在水平桌面上,其末端Q伸出桌面外且切線水平;擋板b豎直固定,點OQ點的水平投影點;小鋼球1和玻璃球2的大小相等且均可視為質(zhì)點;圖中的P、M、N是小球與擋板的撞擊點。請回答下列問題:

(1)第一次在不放玻璃球2時,將小鋼球1從斜槽上E點靜止釋放,它撞擊在擋板b上;第二次將玻璃球2放在斜槽末端Q處,小鋼球仍從E點靜止釋放,它們均撞擊在擋板b上。則第一次小鋼球1撞擊在擋板b上的_______點(填“P”“M”或“N”)。

(2)要完成該實驗,必須測量的物理量有______________(填正確答案標號)。

A.小鋼球1和玻璃球2的質(zhì)量

B.E、Q之間的豎直高度h

C.QO之間的水平距離x

D.OP、OMON的高度、、

(3)在誤差允許范圍內(nèi),關(guān)系式_______成立,說明兩球在碰撞過程中動量守恒。(用所測的物理量表示且為最簡形式)

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【題目】某同學用一彈簧秤和一橡皮條做驗證平行四邊形的實驗,裝置如圖所示,實驗步驟如下:

①將貼有白紙的木板豎直固定,將橡皮條上端掛在木板上O點;

②將三根細線Pa、PbPc結(jié)于P點,a端系在橡皮條下端。C端暫時空置,b端掛一鉤碼,鉤碼靜止后,記錄鉤碼重力G的大小和方向;

③以O為圓心為OP為半徑,畫一圓;

④用彈簧秤鉤住c端,向右上方緩慢拉,調(diào)整拉力方向,使結(jié)點P移到圖中所示位置,記錄該位置和彈簧秤的示數(shù);

⑤在白紙上作出各力的圖示,驗證平行四邊形定則是否成立。

1)第④步中還應(yīng)記錄的是______________。

2)第⑤步中,若橡皮條拉力與彈簧秤拉力的合力大小等于____________,方向__________則可驗證平行四邊形定則。

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【題目】如圖甲所示,一傾角θ=30°的斜面體固定在水平地面上,一個物塊與一輕彈簧相連,靜止在斜面上,F(xiàn)用大小為F=kt(k為常量,F、t的單位均為國際標準單位)的拉力沿斜面向,上拉輕彈簧的上端,物塊受到的摩擦力隨時間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,物塊與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g=10m/s2,則下列判斷正確的是(

A.物塊的質(zhì)量為1.5kg

B.k的值為2.5N/s

C.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為

D.t=6s時,物塊的速度大小為2.2m/s

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【題目】某同學用如圖甲所示裝置測當?shù)氐闹亓铀俣,光電門A、B與光電計時器相連,可記錄小球經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間

1)實驗前用游標卡尺測量小球的直徑,示數(shù)如圖乙所示,則小球的直徑d=_____mm

2)讓小球緊靠固定擋板,由靜止釋放,光電計時器記錄小球經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間t1t2,測出兩光電門間的高度差h,則測得的重力加速度g=_____(用測得的物理量的符號表示)

3)將光電計時器記錄小球通過光電門的時間改為記錄小球從光電門A運動到光電門B所用的時間,保持光電門B的位置不變,多次改變光電門A的位置,每次均讓小球從緊靠固定擋板由靜止釋放,記錄每次兩光電間的高度差h及小球從光電門A運動到光電門B所用的時間t,作出圖象如圖丙所示,若圖象斜率的絕對值為k,則圖象與縱軸的截距意義為____,當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>____

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【題目】地面上空間存在一方向豎直向上的勻強電場,OP是電場中的兩點在同一豎直線上,OP上方,高度差為L;一長L的絕緣細線一端固定在O點,另一端分別系質(zhì)量均為m的小球AB,A不帶電,B的電荷量為qq0)。分別水平拉直細線釋放小球,小球運動到P點時剪斷細線之后,測得AP點到落地所用時間為t,BP點到落地所用時間為2t。重力加速度為g。求:

(1)電場強度的大;

(2)BP點到落地通過的水平距離。

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A. 從a點射出的粒子在磁場中運動的時間最短

B. 從d點射出的粒子在磁場中運動的時間最長

C. 從cd邊射出的粒子與c的最小距離為L

D. 從cd邊射出的粒子在磁場中運動的最短時間為

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A.線圈在圖示位置磁通量的變化率最大

B.電流表的示數(shù)為

C.變壓器原、副線圈匝數(shù)比為

D.從圖示位置開始計時,變壓器輸入電壓的瞬時值表達式

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【題目】如圖所示,在光滑的水平地面上,靜置一質(zhì)量為m的四分之一圓弧滑塊,圓弧半徑為R,一質(zhì)量也為m的小球,以水平速度v0自滑塊的左端A處滑上滑塊,當二者共速時,小球剛好到達圓弧上端B。若將小球的初速度增大為2v0,則小球能達到距B點的最大高度為( 。

A.RB.1.5RC.3RD.4R

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