【題目】（10分）如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)導(dǎo)熱性能良好的噴水裝置，已知該噴水裝置內(nèi)部空間是底部面積為S、高度為4L的長方體，閥門關(guān)閉，此時(shí)裝置內(nèi)部的下部分裝有高度為3L的水，上部密封壓強(qiáng)為p0的空氣。容器上部接有打氣筒（打氣筒的體積相對(duì)容器而言可以忽略），該打氣筒可以多次往容器中打入壓強(qiáng)為p0、溫度為T0的空氣。打開閥門后，容器中的水將被噴出，設(shè)在此過程中空氣可看成理想氣體，且溫度不變，且恒為T0。已知大氣壓強(qiáng)為p0=4ρgL，其中ρ為水的密度，g為重力加速度。求：

（i）打開閥門后，當(dāng)裝置中的水不再流出時(shí)，容器中剩下水的高度為多少？

（ii）打開閥門后，當(dāng)裝置中的水不再流出時(shí)，給容器中空氣加熱可使容器中的水再次噴出。為了使容器中的水高度降為L，容器中的氣體溫度應(yīng)升高到多少？

【答案】見解析

【解析】（i）設(shè)打開閥門后，當(dāng)裝置中的水不再流出時(shí)，容器中剩下水的高度為L1，則容器中空氣的體積為V1=（4L-L1）S （1分）

設(shè)此時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p1，則 （1分）

根據(jù)玻意耳定律有p0V0＝p1V1 （1分）

即p0SL＝p1S（4L-L1） （1分）

聯(lián)立上述式子解得L1=2L（另一解為6L，不合題意，舍去）。（1分）

（ii） 容器中的水高度為L時(shí)，容器中空氣的體積為V2=（4L-L）S =3LS，設(shè)此時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為p2，則 （1分）

解得（1分）

設(shè)此時(shí)容器內(nèi)空氣柱溫度為，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程得 （1分）

則（1分）

解得。（1分）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一種測量物體重量的電子秤，其電路原理圖如圖中的虛線部分所示，主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(實(shí)際上是一個(gè)阻值可隨壓力變化的變阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)際上是電流表)．不計(jì)踏板的質(zhì)量，已知電流表的量程為0～2 A，內(nèi)阻為Rg＝1 Ω，電源電動(dòng)勢為E＝12 V，內(nèi)阻為r＝1 Ω，電阻R隨壓力F變化的函數(shù)式為R＝30－0.01F(F和R的單位分別為N和Ω)．下列說法中正確的是( )

A．該秤能測量的最大體重是3 000 N

B．該秤的零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤的0.375 A處

C．該秤顯示重量的刻度是均勻標(biāo)注的

D．該秤顯示的重量F與通過電路中的電流I滿足F＝3 200＋

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（5分）下列說法中正確的是_______。（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）

A．單晶體和多晶體均存在固定的熔點(diǎn)

B．物體的內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，與物體的體積無關(guān)

C．電冰箱的工作過程表明，熱量可以從低溫物體向高溫物體傳遞

D．對(duì)于一定量的理想氣體，如果壓強(qiáng)不變，體積增大，那么它一定從外界吸熱

E．分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小鐵塊在粗糙的水平面上，從A點(diǎn)在外力作用力下開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)以后由于外力撤去，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)C點(diǎn)停下來。已知BC段做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移x和速度v的關(guān)系圖線如圖所示，A、C兩點(diǎn)之間的距離為400 m，則

A．B、C兩點(diǎn)之間的距離為200 m

B．BC 段做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為4 m/s2

C．AB 段勻速運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間為10 s

D．AC 段所經(jīng)歷的時(shí)間為25 s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，兩根足夠長粗糙的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一絕緣水平面上，兩導(dǎo)軌間距為d=2 m，導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，M、P端連接一阻值R=0.75 Ω的電阻；現(xiàn)有一質(zhì)量為m=0.8 kg、阻值r=0.25 Ω的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放在兩導(dǎo)軌上，棒距R距離為L=2.5 m，棒與導(dǎo)軌接觸良好。整個(gè)裝置處于一豎直方向的勻強(qiáng)磁場中， 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。已知棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取g=10 m/s2，下列說法正確的是

A．棒相對(duì)于導(dǎo)軌靜止時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為2 V

B．棒相對(duì)于導(dǎo)軌靜止時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為2 A

C．棒經(jīng)過2.0 s開始運(yùn)動(dòng)

D．在0～2.0 s時(shí)間內(nèi)通過R的電荷量q為4 C

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（12分）如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌相距L＝1 m，金屬導(dǎo)軌由傾斜與水平兩部分組成，傾斜部分與水平方向的夾角為θ=37°，整個(gè)裝置處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。金屬棒EF和MN的質(zhì)量均為m＝0.2 kg，電阻均為R＝2 Ω。EF置于水平導(dǎo)軌上， MN置于傾斜導(dǎo)軌上，兩根金屬棒均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好．現(xiàn)在外力作用下使EF棒以速度v0＝4 m/s向左勻速運(yùn)動(dòng)，MN棒恰能在斜面導(dǎo)軌上保持靜止?fàn)顟B(tài)，傾斜導(dǎo)軌上端接一阻值為R＝2 Ω的定值電阻。求：

（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

（2）若將EF棒固定不動(dòng)，將MN棒由靜止釋放，MN棒沿斜面下滑距離d＝5 m時(shí)達(dá)穩(wěn)定速度，求此過程中通過MN棒的電荷量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在物理學(xué)發(fā)展史上，最先提出電流周圍有磁場的科學(xué)家是（ ）

A. 安培 B. 法拉第 C. 奧斯特 D. 楞次

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】把一條盤在地上的長為L的勻質(zhì)鏈條向上剛好拉直時(shí)，它的重心位置升高了多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】電子束焊接機(jī)中的電子槍如圖所示，K為陰極，A為陽極，陰極和陽極之間的電場線如圖中虛線所示，A上有一個(gè)小孔，陰極發(fā)射的電子在陰極和陽極間的電場作用下聚集成一束，以極高的速率穿過陽極板上的小孔，射到被焊接的金屬上，使兩塊金屬熔化而焊接在一起，不考慮電子重力，下列說法正確的是

A. A點(diǎn)的電勢低于K點(diǎn)的電勢

B. 電子克服電場力做功

C. 電子的電勢能不斷增加

D. 電子動(dòng)能不斷增加

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