精英家教網(wǎng)如圖所示,開口向上豎直放置的內(nèi)壁光滑氣缸,其側(cè)壁是絕熱的,底部導(dǎo)熱,內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的密閉活塞,活塞A導(dǎo)熱,活塞B絕熱,將缸內(nèi)理想氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分.初狀態(tài)整個(gè)裝置靜止不動(dòng)處于平衡,Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的長(zhǎng)度均為l0,溫度為T0.設(shè)外界大氣壓強(qiáng)為P0保持不變,活塞橫截面積為S,且mg=P0S,環(huán)境溫度保持不變.求:
①在活塞A上逐漸添加鐵砂,當(dāng)鐵砂質(zhì)量等于2m時(shí),兩活塞在某位置重新處于平衡,活塞B下降的高度.
②現(xiàn)只對(duì)Ⅱ氣體緩慢加熱,使活塞A回到初始位置,此時(shí)Ⅱ氣體的溫度.
分析:先由力學(xué)知識(shí)確定出狀態(tài)ⅠⅡ中的氣體壓強(qiáng),然后確定添加鐵砂后的壓強(qiáng),根據(jù)對(duì)Ⅱ中氣體列玻意耳定律方程即可求解;
先根據(jù)玻意耳定律求出Ⅰ中氣體后來(lái)的長(zhǎng)度,然后以Ⅱ氣體為研究對(duì)象列理想氣體狀態(tài)方程求解.
解答:解:①初狀態(tài)Ⅰ氣體壓強(qiáng) P1=P0+
mg
s
=2P0

Ⅱ氣體壓強(qiáng) P2=P1+
mg
s
=3P0

添加鐵砂后Ⅰ氣體壓強(qiáng) P1′=P0+
3mg
s
=4p0 
Ⅱ氣體壓強(qiáng)P2′=P1′+
mg
s
=5P0 
根據(jù)玻意耳定律,Ⅱ氣體等溫變化,P2l0S=P2′l2S
可得:l2=
3
5
l0
,B活塞下降的高度h2=l0-l2=0.4l0
②Ⅰ氣體等溫變化,P1l0S=P1l1S
可得:l1=0.5l0
只對(duì)Ⅱ氣體加熱,I氣體狀態(tài)不變,所以當(dāng)A活塞回到原來(lái)位置時(shí),Ⅱ氣體高度l2″=2l0-0.5l0=1.5l0 
根據(jù)氣體理想氣體狀態(tài)方程:
P2l0S
T0
=
P2l2S
T2

得:T2=2.5T0
答:①在活塞A上逐漸添加鐵砂,當(dāng)鐵砂質(zhì)量等于2m時(shí),兩活塞在某位置重新處于平衡,活塞B下降的高度為0.4l0
②現(xiàn)只對(duì)II氣體緩慢加熱,使活塞A回到初始位置,此時(shí)II氣體的溫度2.5T0
點(diǎn)評(píng):本題考查了理想氣體狀態(tài)方程和力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用,這是高考重點(diǎn),要加強(qiáng)這方面的練習(xí).
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,開口向上豎直放置的內(nèi)壁光滑氣缸,其側(cè)壁是絕熱的,底部導(dǎo)熱,內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的密閉活塞,活塞A導(dǎo)熱,活塞B絕熱,將缸內(nèi)理想氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分.初狀態(tài)整個(gè)裝置靜止不動(dòng)且處于平衡狀態(tài),Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的高度均為L(zhǎng)0,溫度為 T0.設(shè)外界大氣壓強(qiáng)為P0保持不變,活塞橫截面積為 S,且mg=p0s,環(huán)境溫度保持不變.求:在活塞 A上逐漸添加鐵砂,當(dāng)鐵砂質(zhì)量等于2m時(shí),兩活塞在某位置重新處于平衡,活塞A下降的高度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

如圖所示,開口向上豎直放置的玻璃管中,兩段水銀柱封閉著兩段氣體,它們的體積分別為V1、V2,兩段水銀柱的高度分別為h1、h2,且V1>V2,h1<h2.如果此管保持豎直狀態(tài)自由下落,兩空氣柱體積分別變?yōu)閂1'、V2',則下列說(shuō)法中正確的是( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(1)下列說(shuō)法中正確的是
BC
BC

A.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng),它說(shuō)明分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B.葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用
C.液晶顯示器是利用了液晶對(duì)光具有各向異性的特點(diǎn)
D.當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距ro時(shí),分子間的距離越大,分子勢(shì)能越小
(2)如圖所示,開口向上豎直放置的內(nèi)壁光滑氣缸,其側(cè)壁是絕熱的,底部導(dǎo)熱,內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的密閉活塞,活塞A導(dǎo)熱,活塞B絕熱,將缸內(nèi)理想氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分.初狀態(tài)整個(gè)裝置靜止不動(dòng)處于平衡,Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的長(zhǎng)度均為l0,溫度為T0.設(shè)外界大氣壓強(qiáng)為Po保持不變,活塞橫截面積為S,且mg=P0S,環(huán)境溫度保持不變.求:
①在活塞A 上逐漸添加鐵砂,當(dāng)鐵砂質(zhì)量等于2m,兩活塞在某位置重新處于平衡,活塞B下降的高度.
②現(xiàn)只對(duì)Ⅱ氣體緩慢加熱,使活塞A回到初始位置.此時(shí)Ⅱ氣體的溫度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,開口向上豎直放置的內(nèi)壁光滑氣缸,其側(cè)壁是絕熱的,底部導(dǎo)熱,內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均 為 m 的密閉活塞,活塞  A 導(dǎo)熱,活塞 B 絕熱,將缸內(nèi)理想氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分.初狀態(tài)整個(gè)裝置靜止不動(dòng)且處于平衡狀態(tài),Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的高度均為 l0,溫度為 T0.設(shè)外界大氣壓強(qiáng)為 P0 保持不變,活塞橫截面積為 S,且 mg=P0S,環(huán)境溫度保持不變.求:在活塞  A 上逐漸添加鐵砂,當(dāng)鐵砂質(zhì)量等于 2m 時(shí),兩活塞在某位置重新處于平衡,活塞 B 下降的高度.

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