【題目】為了更方便監(jiān)控高溫鍋爐外壁的溫度變化，在鍋爐的外壁上鑲嵌一個(gè)導(dǎo)熱性能良好的汽缸，汽缸內(nèi)氣體溫度可視為與鍋爐外壁溫度相等。汽缸開(kāi)口向上，用質(zhì)量為m＝1 kg的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞橫截面積為S＝1 cm2。當(dāng)汽缸內(nèi)溫度為300 K時(shí)，活塞與汽缸底間距為L，活塞上部距活塞L處有一用輕質(zhì)繩懸掛的重物M。當(dāng)繩上拉力為零時(shí)，警報(bào)器報(bào)警。已知室外空氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，活塞與器壁之間摩擦可忽略。求：

（1）當(dāng)活塞剛剛碰到重物時(shí)，鍋爐外壁溫度為多少？

（2）若鍋爐外壁的安全溫度為900K，那么重物的質(zhì)量應(yīng)是多少？

【答案】(ⅰ) 600 K (ⅱ) 1kg

【解析】

（1）活塞上升過(guò)程為等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律列式可求解當(dāng)活塞剛剛碰到重物時(shí)，鍋爐外壁溫度；（2）活塞碰到重物后到繩的拉力為零是等容過(guò)程，對(duì)活塞受力分析，結(jié)合查理定律列式求解重物的質(zhì)量.

(ⅰ)活塞上升過(guò)程為等壓變化，則

V1＝LS

V2＝2LS

得T2＝600 K

(ⅱ)活塞碰到重物后到繩的拉力為零是等容過(guò)程，設(shè)重物質(zhì)量為M，則

p2S＝p0S＋mg

p3S＝p0S＋(m＋M)g

可得M＝1kg

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】如圖1所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置，裝有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，木板上有一滑塊，滑塊右端固定一個(gè)動(dòng)滑輪，鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)繞在滑輪上的輕繩相連，放開(kāi)鉤碼，滑塊在長(zhǎng)木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．

（1）實(shí)驗(yàn)得到一條如圖2所示的紙帶，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可知，滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小是_____m/s2．（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（2）讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，處理紙帶，得到滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a；改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為縱坐標(biāo)，以加速度a為橫坐標(biāo)，得到的圖象是縱軸截距為b的一條傾斜直線，如圖3所示．已知滑塊和動(dòng)滑輪的總質(zhì)量為m，重力加速度為g，忽略滑輪與繩之間的摩擦．則滑塊和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=_____．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑絕緣水平面上有三個(gè)孤立的點(diǎn)電荷Q1、Q、Q2，其中Q恰好靜止不動(dòng)，Q1、Q2圍繞Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中三個(gè)點(diǎn)電荷始終共線．已知Q1、Q2分別與Q相距r1、r2，不計(jì)點(diǎn)電荷間的萬(wàn)有引力，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. Q1、Q2的電荷量之比為

B. Q1、Q2的電荷量之比為

C. Q1、Q2的質(zhì)量之比為

D. Q1、Q2的質(zhì)量之比為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)采用如圖所示的電路測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．已知干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為1Ω；電壓表(0～3V,3kΩ)、電流表(0～0.6A,1.0Ω)、滑動(dòng)變阻器有R1(10Ω，2A)和R2(100Ω，0.1A)各一只．

(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(填“R1”或“R2”)．

(2)在下圖方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖．

(3)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組電壓和電流值，得到如上圖所示的U－I圖線，由圖可較準(zhǔn)確地求出該電源電動(dòng)勢(shì)E＝________V；內(nèi)阻r＝________Ω.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在真空室內(nèi)的P點(diǎn)，能沿平行紙面向各個(gè)方向不斷發(fā)射電荷量為＋q、質(zhì)量為m的粒子(不計(jì)重力)，粒子的速率都相同．ab為P點(diǎn)附近的一條水平直線，P到直線ab的距離PC＝L，Q為直線ab上一點(diǎn)，它與P點(diǎn)相距PQ＝.當(dāng)直線ab以上區(qū)域只存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，水平向左射出的粒子恰到達(dá)Q點(diǎn)；當(dāng)ab以上區(qū)域只存在平行該平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，所有粒子都能到達(dá)ab直線，且它們到達(dá)ab直線時(shí)動(dòng)能都相等，其中水平向左射出的粒子也恰好到達(dá)Q點(diǎn)．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)粒子的發(fā)射速率；

(2)PQ兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；

(3)僅有磁場(chǎng)時(shí)，能到達(dá)直線ab的粒子所用最長(zhǎng)時(shí)間和最短時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用如下器材來(lái)測(cè)量電壓表的內(nèi)阻。

A．待測(cè)電壓表（量程3V，內(nèi)阻約幾千歐）

B．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）

C．電池組（電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻可忽略）

D．滑動(dòng)變阻器R0

E．變阻箱R（0﹣9999Ω）

F．開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干

（1）圖甲是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電路，大家討論后一致認(rèn)為此電路不可行，你認(rèn)為原因是_____；

A．R0阻值較小

B．電流表存在內(nèi)阻

C．電壓表無(wú)法準(zhǔn)確讀數(shù)

D．電流表無(wú)法準(zhǔn)確讀數(shù)

（2）同學(xué)們改用圖乙電路進(jìn)行測(cè)量，設(shè)電阻箱的阻值R，電壓表的示數(shù)為U，為了根據(jù)圖象能求得電壓表的內(nèi)阻，應(yīng)該作_____圖線（選“﹣R”、填“U﹣R”、U﹣）；

（3）請(qǐng)根據(jù)你選擇的坐標(biāo)軸和下表的數(shù)據(jù)，在圖丙中標(biāo)上合適的標(biāo)度作出相應(yīng)圖線__；

R/kΩ

0.6

1.5

2

3

4

5

U/V

2.5

2

1.8

1.5

1.3

1.13

/kΩ﹣1

1.67

0.67

0.5

0.33

0.25

0.20

/V﹣1

0.40

0.50

0.56

0.67

0.78

0.88

（4）根據(jù)你所畫(huà)出的圖線，求出電源的電動(dòng)勢(shì)E＝_____V，電壓表內(nèi)阻Rv＝_____kΩ（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】如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤(pán)上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的兩個(gè)物體A和B，它們分居圓心兩側(cè)，與圓心距離分別為RA=r，RB=2r，與盤(pán)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ相同，當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 此時(shí)繩子張力為3μmg

B. 此時(shí)圓盤(pán)的角速度為

C. 此時(shí)A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外

D. 此時(shí)燒斷細(xì)線，A仍相對(duì)盤(pán)靜止，B將做離心運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律是自然界的基本規(guī)律，請(qǐng)結(jié)合相關(guān)知識(shí)完成下列問(wèn)題：

（1）如圖所示質(zhì)量為m和M的兩個(gè)物塊放置在光滑水平地面上，M的左側(cè)連著一個(gè)輕彈簧，給m初始速度使其撞向M，在相互作用的過(guò)程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。若m的初速度大小為v0，求在m通過(guò)彈簧和M相互作用過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能；

（2）近期熱播電影“流浪地球”引起了影迷對(duì)天文知識(shí)的關(guān)注，其中一個(gè)名詞“引力彈弓”更是成為人們談?wù)摰臒狳c(diǎn)，其實(shí)“引力彈弓”是指我們發(fā)射的深空探測(cè)器在探索太陽(yáng)系或太陽(yáng)系以外的宇宙空間過(guò)程中可以借助星球的引力實(shí)現(xiàn)助推加速，從而達(dá)到節(jié)省燃料，延長(zhǎng)探測(cè)器有效工作時(shí)間的目的。例如1977年美國(guó)宇航局發(fā)射的旅行者一號(hào)空間探測(cè)器現(xiàn)已成為第一個(gè)飛出太陽(yáng)系進(jìn)入星際介質(zhì)的探測(cè)器，它在運(yùn)行的過(guò)程中就借助了木星和土星的引力助推作用從而具有了飛出太陽(yáng)系的動(dòng)能。

如圖所示為一個(gè)最簡(jiǎn)單的“引力彈弓”模型，假設(shè)太陽(yáng)系內(nèi)一探測(cè)器以大小為V的速度向右飛行，同時(shí)某一行星向左以大小為U的速度運(yùn)動(dòng)（V與U均以太陽(yáng)為參考系），探測(cè)器在靠近行星的過(guò)程中被行星引力吸引改變運(yùn)動(dòng)方向并最終與行星同向運(yùn)動(dòng)并脫離行星。請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)知識(shí)證明此時(shí)探測(cè)器獲得的速度大小為2U+V（證明時(shí)可認(rèn)為探測(cè)器質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于行星質(zhì)量，不考慮其它星體萬(wàn)有引力的影響）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小明同學(xué)想要設(shè)計(jì)一個(gè)既能測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，又能測(cè)量定值電阻阻值的電路。

他用了以下的實(shí)驗(yàn)器材中的一部分，設(shè)計(jì)出了圖(a)的電路圖：

a．電流表A1(量程0.6A，內(nèi)阻很小)；電流表A2(量程300μA，內(nèi)阻rA=1000Ω)；

b．滑動(dòng)變阻器R(0-20Ω)；

c，兩個(gè)定值電阻R1=1000Ω，R2=9000Ω；

d．待測(cè)電阻Rx；

e．待測(cè)電源E(電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻約為2Ω)

f．開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，與電流表A2串聯(lián)的定值電阻為___________(填“R1”或“R2”)

(2)小明先用該電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，將滑動(dòng)變阻器滑片移至最右端，閉合開(kāi)關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，分別記錄電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2，得I1與I2的關(guān)系如圖(b)所示。根據(jù)圖線可得電源電動(dòng)勢(shì)E=___________V；電源內(nèi)阻r=___________Ω，(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(3)小明再用該電路測(cè)量定值電阻Rx的阻值，進(jìn)行了以下操作：

①閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到適當(dāng)阻值，記錄此時(shí)電流表A1示數(shù)Ia，電流表A2示數(shù)Ib；

②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，記錄此時(shí)電流表A1示數(shù)Ic，電流表A2示數(shù)Id；后斷開(kāi)S1；

③根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知計(jì)算定值電阻Rx的表達(dá)式為___________。若忽略偶然誤差，則用該方法測(cè)得的阻值與其真實(shí)值相比___________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)

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