【題目】如圖,容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管(容積可忽略)連通,閥門K2位于細(xì)管的中部,A、B的頂部各有一閥門K1、K3,B中有一可自由滑動(dòng)的活塞(質(zhì)量、體積均可忽略)。初始時(shí),三個(gè)閥門均打開,活塞在B的底部;關(guān)閉K2、K3,通過K1給汽缸充氣,使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的4倍后關(guān)閉K1。已知汽缸導(dǎo)熱性能良好。

(i)打開K2,活塞上升直到穩(wěn)定的過程中,活塞上方氣體不斷地___________(填“吸熱”或“放熱”)

(ii)打開k2,求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)

(iii)接著打開K3,求穩(wěn)定時(shí)活塞下方氣體的體積和壓強(qiáng)

【答案】(i)放熱;(ⅱ)2.5P0,0.4V;(ⅲ)2V,2P0

【解析】

(i)氣體被壓縮,外界對(duì)氣體做功,由熱力學(xué)第一定律確定氣體吸熱放熱情況;根據(jù)等溫變化的方程求解打開k2,求穩(wěn)定時(shí)活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng);(ⅲ)根據(jù)等溫變化的方程求解打開k3,求穩(wěn)定時(shí)活塞下方氣體的體積和壓強(qiáng);

(i)打開K2,活塞上升直到穩(wěn)定的過程中,活塞上方氣體被壓縮,外界對(duì)B氣體做功,因汽缸導(dǎo)熱性能良好,則活塞上方氣體不斷地放熱;

(ⅱ)打開K2后,B缸內(nèi)氣體(活塞上方)等溫壓縮,壓縮后體積為V1,A缸內(nèi)氣體(活塞下方)等溫膨脹,活塞上下方壓強(qiáng)相等均為p1
則:對(duì)A缸內(nèi)(活塞下方)氣體:4p0V=p1(2V-V1
對(duì)B缸內(nèi)(活塞上方)氣體:p0V=p1V1
聯(lián)立以上兩式得: p1=2.5p0 V1=0.4V
(ⅲ)打開K3假設(shè)活塞下方氣體壓強(qiáng)可降為p0,體積為V2

則:4p0V=p0V2
得:V2=4V>2V

即:此時(shí)活塞將處于B氣缸頂端,體積為2V

設(shè)缸內(nèi)氣壓為p2,4p0V=p2×2V

得:p2=2P0

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】全自動(dòng)洗衣機(jī)中的排水閥是由程序控制器控制其動(dòng)作的,當(dāng)進(jìn)行排水和脫水工序時(shí),控制鐵芯1的線圈通電,使鐵芯2運(yùn)動(dòng),從而牽引排水閥的閥門,排除污水,如圖所示.以下說(shuō)法中正確的是(  )

A. 若輸入的控制電流由a流入,由b流出,則鐵芯2 A端為N極,B端為S

B. 若輸入的控制電流由a流入,由b流出,則鐵芯2 A端為S極,B端為N

C. a、b處輸入正、負(fù)交變電流,鐵芯2不能被吸入線圈中

D. a、b處輸入正、負(fù)交變電流,鐵芯2仍能被吸入線圈中

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)質(zhì)量為60kg,在軍事訓(xùn)練中要求他從岸上以的速度跳到一條向他緩緩飄來(lái)的小船上,然后去執(zhí)行任務(wù),小船的質(zhì)量是140kg,原來(lái)的速度是,該同學(xué)上船后又跑了幾步,最終停在船上,此時(shí)小船的速度v和該同學(xué)動(dòng)量的變化分別為

A.

B.

C.

D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)研究“彈簧彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”時(shí),安裝實(shí)驗(yàn)裝置,讓刻度尺零刻度線與彈簧上端平齊,在彈簧下端掛1個(gè)鉤碼時(shí),靜止時(shí)彈簧的長(zhǎng)度為l1,如圖所示,l1=____cm.在彈簧下端分別掛2,3,45個(gè)鉤碼時(shí),彈簧的長(zhǎng)度為l2l3,l4,l5。已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為50g,掛2個(gè)鉤碼時(shí)彈簧彈力F2=_____Ng9.8m/s2).要測(cè)出彈簧的伸長(zhǎng)量x,還需要測(cè)量的是______.從而作出F-x曲線,得到彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是( )

A. E=知,若q減半,則該處電場(chǎng)強(qiáng)度為原來(lái)的2

B. E=k知,EQ成正比,而與r2成反比

C. E=k知,在以Q為球心,以r為半徑的球面上,各處場(chǎng)強(qiáng)均相同

D. 電場(chǎng)中某點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向就是該點(diǎn)所放電荷受到的靜電力的方向

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某物理課外小組利用如圖甲所示的裝置探究加速度與合外力、質(zhì)量之間的關(guān)系。

1)以下實(shí)驗(yàn)操作正確的是___________。(填正確答案標(biāo)號(hào))

A.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,把懸掛了沙桶的細(xì)繩系在小車上,讓小車?yán)┻^打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶勻速運(yùn)動(dòng)

B.沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

C.每次改變拉力或小車質(zhì)量后,需重新平衡摩擦力

D.先接通電源后釋放小車

2)如圖乙所示是實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn),所用交變電源的頻率為50Hz,量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)之間的距離分別為:OA=2.40cmOB=5.2lcm,OC=8.45cmOD=12.09cm。則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)的瞬時(shí)速度vB=___________m/s,該小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=___________m/s2。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系的研究,開創(chuàng)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)和邏輯推理相結(jié)合的重要科學(xué)研究方法。圖、分別表示這兩項(xiàng)研究中實(shí)驗(yàn)和邏輯推理的過程,對(duì)這兩項(xiàng)研究,下列說(shuō)法正確的是

A. 通過對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究,合理外推得出小球在斜面上做勻變速運(yùn)動(dòng)

B. 中先在傾角較小的斜面上進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可沖淡重力,使時(shí)間測(cè)量更容易

C. 中完全沒有摩擦阻力的斜面是實(shí)際存在的,實(shí)驗(yàn)可實(shí)際完成

D. 的實(shí)驗(yàn)為理想實(shí)驗(yàn),通過邏輯推理得出物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,沿水平方向放置一條平直光滑槽,它垂直穿過開有小孔的兩平行薄板,板相距3.5L。槽內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球ABA球帶電量為+q,B球帶電量為-3q,兩球由長(zhǎng)為2L的輕桿相連,組成一帶電系統(tǒng)。最初AB分別靜止于左板的兩側(cè),離板的距離均為L。若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn),不計(jì)輕桿的質(zhì)量,現(xiàn)在兩板之間加上與槽平行,場(chǎng)強(qiáng)為E的向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)后(設(shè)槽和輕桿由特殊絕緣材料制成,不影響電場(chǎng)的分布),帶電系統(tǒng)開始運(yùn)動(dòng)。試求:

(1)從開始運(yùn)動(dòng)到B球剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí),帶電系統(tǒng)電勢(shì)能的改變量E;

(2)以右板電勢(shì)為零,帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零時(shí),A球所在位置的電勢(shì)φ為多大?

(3)帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零所需的時(shí)間。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為2l,將彈簧豎直放置在地面上,在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放,當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí),彈簧長(zhǎng)度為l,F(xiàn)將該彈簧水平放置,一端固定在A點(diǎn),另一端與物塊P接觸但不連接。AB是長(zhǎng)度為5l的水平軌道,B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切,半圓的直徑BD豎直,如圖所示。物塊PAB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0.5。用外力推動(dòng)物塊P,將彈簧壓縮至長(zhǎng)度l,然后放開,P開始沿軌道運(yùn)動(dòng)。重力加速度大小為g

1)若P的質(zhì)量為m,求P到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的作用力;

2)它離開圓軌道后落回到AB上的位置與A點(diǎn)之間的距離;

3)若P能滑上圓軌道,且不脫離圓軌道,求P的質(zhì)量的取值范圍。

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