17．一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在豎直放置的絕熱氣缸內(nèi)，活塞的質(zhì)量為1kg，橫截面積s=5cm2，活塞可沿氣缸壁無摩擦滑動(dòng)且不漏氣．開始活塞距氣缸底部10cm，氣體溫度為27℃，現(xiàn)在對(duì)氣缸內(nèi)氣體緩緩加熱，活塞上升了5cm，已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa，g=10m/s2，求：
（Ⅰ）最后氣缸內(nèi)氣體的溫度；
（Ⅱ）保持氣缸內(nèi)氣體滿足（Ⅰ）問中的溫度，使整個(gè)裝置豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)活塞又回到原來的位置，則整個(gè)裝置的加速度為多少？

分析 （Ⅰ）溫度升高過程，封閉氣體做等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律列式求解；
（Ⅱ）等溫變化，根據(jù)玻意而定律列式求解．

解答 解：（Ⅰ）溫度升高過程，封閉氣體做等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律得：
$\frac{{L}_{1}S}{{T}_{1}}=\frac{{（L}_{1}+△L）S}{{T}_{2}}$
代入數(shù)據(jù)解得：${T}_{2}=\frac{{L}_{1}+△L}{{L}_{1}}{T}_{1}=\frac{10+5}{10}×（273+27）K=450K$
即：t2=450-273℃=177℃
（Ⅱ）封閉氣體做等溫變化，
有玻意而定律得：P1（L1+△L）S=P2L1S ①
對(duì)活塞根據(jù)平衡得：初態(tài)壓強(qiáng)為：${P}_{1}={P}_{0}+\frac{mg}{S}=1.0×1{0}^{5}+\frac{1×10}{5×1{0}^{-4}}Pa=1.2×1{0}^{5}Pa$  ②
末態(tài)根據(jù)牛頓第二定律得：P2S-mg-P0S=ma ③
①②③聯(lián)立解得：a=30m/s2
答：（Ⅰ）最后氣缸內(nèi)氣體的溫度為177℃；
（Ⅱ）整個(gè)裝置的加速度為30m/s2

點(diǎn)評(píng) 本題考察氣體實(shí)驗(yàn)定律和力學(xué)綜合題，關(guān)鍵是以活塞為研究對(duì)象，根據(jù)平衡和牛頓第二定律列式求解壓強(qiáng)．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

7．如圖所示，水平傳送帶以速度v1勻速運(yùn)動(dòng)，小物體P、Q由通過光滑定滑輪的不可伸長的輕繩相連，t=0時(shí)刻P在傳送帶左端具有速度v2，己知v1＞v2，P與定滑輪間的繩水平．不計(jì)定滑輪質(zhì)量，繩足夠長，物體與傳送帶之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等．從最初直到物體P從傳送帶離開的過程，以下判斷正確的是（　�。�
A．物體P可能先減速后加速B．物體P可能先加速后減速
C．物體P可能先加速后勻速D．物體P可能先減速后勻速

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．一列簡諧橫波沿直線傳播．以波源O由平衡位置開始振動(dòng)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖象如圖所示，已知O、A的平衡位置相距0.9m．以下判斷正確的是（　�。�
A．波源起振方向沿y軸正方向B．波速大小為0.4m/s
C．波長為1.2mD．t=3s時(shí)，波源O的動(dòng)能最大

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．下列說法中正確的是（　�。�
A．根據(jù)狹義相對(duì)論物體運(yùn)動(dòng)質(zhì)量和靜止質(zhì)量的關(guān)系m=$\frac{{m}_{0}}{\sqrt{1-\frac{{v}^{2}}{{c}^{2}}}}$，可以得出物體的速度可能達(dá)到光速
B．考慮到各種綜合因素，遠(yuǎn)距離輸電，輸電電壓越高越好
C．野外高壓輸電線在三條輸電線的上方還有兩條導(dǎo)線，它們與大地相連，形成一個(gè)稀疏的金屬“網(wǎng)”，把高壓線屏蔽起來，免遭雷擊
D．電容器外殼上標(biāo)的是額定電壓，也是該電容的擊穿電壓

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．18世紀(jì)，數(shù)學(xué)家莫佩爾蒂和哲學(xué)家伏爾泰，曾設(shè)想“穿透”地球：假設(shè)能夠沿著地球兩極連線開鑿一條沿著地軸的隧道貫穿地球，一個(gè)人可以從北極入口由靜止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以從南極出口飛出，則以下說法正確的是（已知此人的質(zhì)量m=50kg；地球表面處重力加速度取g=10m/s2；地球半徑R=6.4×106m；假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體．均勻球殼對(duì)殼內(nèi)任一點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)合引力為零）（　�。�
A．人與地球構(gòu)成的系統(tǒng)，由于重力發(fā)生變化，故機(jī)械能不守恒
B．人在下落過程中，受到的萬有引力與到地心的距離成二次方反比
C．人從北極開始下落，直到經(jīng)過地心的過程中，萬有引力對(duì)人做功W=1.6×109J
D．當(dāng)人下落經(jīng)過距地心$\frac{R}{2}$瞬間，人的瞬時(shí)速度大小為4×103m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

2．如圖所示，封閉有一定質(zhì)量理想氣體的氣缸固定在水平桌面上，開口向右放置，活塞的橫截面積為S．活塞通過不可伸長的輕繩連接了一個(gè)質(zhì)量為m=$\frac{{ρ}_{0}S}{2g}$的小物體，輕繩跨在定滑輪上．開始時(shí)汽缸內(nèi)外壓強(qiáng)相同，均為大氣壓p0（為已知）．汽缸內(nèi)氣體的溫度為T0，輕繩恰好處在伸直狀態(tài)．不計(jì)摩擦，重力加速度為g，現(xiàn)緩慢降低汽缸內(nèi)溫度，求：
①小物體開始上升時(shí)，氣體的溫度T1
②汽缸內(nèi)氣體體積減半時(shí)溫度T2．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．用如圖的裝置測(cè)定玻璃的折射率，半圓形玻璃磚與弧形屏固定，半圓形玻璃磚按圖中實(shí)線位置放置，使一激光束從玻璃弧面左側(cè)入射并垂直直徑平面通過圓心射出玻璃磚，記下入射光束在圓弧形屏上所對(duì)應(yīng)位置的刻度，使玻璃磚以圓心O為軸逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)觀察直徑平面一側(cè)出射光線的變化；出射光線不斷向下偏轉(zhuǎn)并越來越暗，直到剛好看不到出射光線為止，并記下這時(shí)入射光線在弧形屏位置的刻度．這個(gè)過程半圓形玻璃磚轉(zhuǎn)過的角度θ就是光束從玻璃射入空氣的臨界角，玻璃折射率的表達(dá)式n=$\frac{1}{sinθ}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

6．如圖所示，a、b是水平繩上的兩點(diǎn)，相距42cm，一列正弦波沿繩傳播，每當(dāng)a點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)正好到達(dá)上方最大位移處，則此波的波長可能是（　�。�
A．168cmB．56cmC．42cmD．30cm
E．24cm         

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．“靜止”在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星把廣闊視野內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預(yù)報(bào)提供準(zhǔn)確、全面和及時(shí)的氣象資料．設(shè)地球同步氣象衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，則該地球同步氣象衛(wèi)星的（　�。�
A．向心加速度是地球表面重力加速度的$\frac{1}{n}$倍
B．向心加速度是地球表面重力加速度的$\sqrt{\frac{1}{n}}$倍
C．運(yùn)行速度是近地衛(wèi)星運(yùn)行速度的$\frac{1}{n}$倍
D．運(yùn)行速度是近地衛(wèi)星運(yùn)行速度的$\sqrt{\frac{1}{n}}$倍

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