【題目】如圖，質(zhì)量為M的導(dǎo)熱性能極好的氣缸，高為L，開口向上置于水平地面上，氣缸中有橫截面積為S、質(zhì)量為m的光滑活塞，活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在氣缸內(nèi)．外界溫度為t1、大氣壓為p0，此時(shí)氣柱高度為l，氣缸和活塞的厚度均可忽略不計(jì)，重力加速度為g．

(1)用豎直向上的力作用在活塞上使氣缸能離開地面，則需要施加的最小力F1多大？

(2)將氣缸固定在地面上，如果氣體溫度保持不變，將活塞緩慢拉至氣缸頂端，求在頂端處，豎直拉力F2的大小．

(3)如果外界溫度由t1緩慢升高到恰使活塞移至氣缸頂端，則此時(shí)外界溫度為多少攝氏度？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

試題（1）對正確分析，使氣缸能離開地面，則整體處于平衡狀態(tài)的時(shí)候，施加的力F最小，則．

（2）設(shè)起始狀態(tài)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為，當(dāng)活塞緩慢拉至氣缸頂端，設(shè)氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)為

由玻意耳定律得：

在起始狀態(tài)對活塞由受力平衡得：

在氣缸頂端對活塞由受力平衡得：

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：

（3）壓強(qiáng)不變，則由蓋-呂薩克定律得：．代入數(shù)據(jù)解得：．

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】光滑水平面上放著質(zhì)量mA=0.5kg的物塊A與質(zhì)量mB=1kg的物塊B，A與B均可視為質(zhì)點(diǎn)，A靠在豎直墻壁上，A、B間夾一個被壓縮的輕彈簧（彈簧與A、B均不拴接），用手擋住B不動，此時(shí)彈簧彈性勢能EP =32J．在A、B間系一輕質(zhì)細(xì)繩，細(xì)繩長度大于彈簧的自然長度，如圖所示．放手后B向右運(yùn)動，繩在短暫時(shí)間內(nèi)被拉斷，之后B沖上與水平面相切的豎直半圓光滑軌道（其半徑R=0.5m）B恰能到達(dá)最高點(diǎn)，取g=10m/s2．求：

（1）繩拉斷后瞬間B的速度vB的大小

（2）繩拉斷過程繩對B的沖量的大小和方向

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一金屬球，原來不帶電，現(xiàn)沿球的直徑的延長線放置一均勻帶電的細(xì)桿MN，如圖所示，金屬球上感應(yīng)電荷產(chǎn)生的電場在球內(nèi)直徑上a、b、c三點(diǎn)的場強(qiáng)大小分別為Ea、Eb、Ec，三者相比（　�。�

A. Ea最大

B. Eb最大

C. Ec最大

D. Ea=Eb=Ec

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一粗細(xì)均勻的U形管ABCD的A端封閉，D端與大氣相通用水銀將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在U形管的AB一側(cè)，并將兩端向下豎直放置，如圖所示此時(shí)AB側(cè)的氣體柱長度管中AB、CD兩側(cè)的水銀面高度差現(xiàn)將U形管緩慢旋轉(zhuǎn)，使A、D兩端在上，在轉(zhuǎn)動過程中沒有水銀漏出已知大氣壓強(qiáng)求旋轉(zhuǎn)后，AB、CD兩側(cè)的水銀面高度差．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（10分）如圖，一固定的豎直氣缸有一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，已知大活塞的質(zhì)量為，橫截面積為，小活塞的質(zhì)量為，橫截面積為；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為，氣缸外大氣壓強(qiáng)為，溫度為。初始時(shí)大活塞與大圓筒底部相距，兩活塞間封閉氣體的溫度為，現(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移，忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦，重力加速度取，求

（i）在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度；

（ii）缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時(shí)，缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，厚度和質(zhì)量不計(jì)、橫截面積為S＝10 cm2的絕熱汽缸倒扣在水平桌面上，汽缸內(nèi)有一絕熱的“T”形活塞固定在桌面上，活塞與汽缸封閉一定質(zhì)量的理想氣體，開始時(shí)，氣體的溫度為T0＝300 K，壓強(qiáng)為p＝0.5×105 Pa，活塞與汽缸底的距離為h＝10 cm，活塞可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動且不漏氣，大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105 Pa.求：

(1)此時(shí)桌面對汽缸的作用力大小FN；

(2)現(xiàn)通過電熱絲給氣體緩慢加熱到T，此過程中氣體吸收熱量為Q＝7J，內(nèi)能增加了ΔU＝5J，整個過程活塞都在汽缸內(nèi)，求T的值.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，長為L的輕繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m的小球，在最低點(diǎn)給小球一水平初速度v0，同時(shí)對小球施加一大小不變，方向始終垂直于繩的力F，小球沿圓周運(yùn)動到繩水平時(shí)，小球速度大小恰好也為v0。則正確的是（　�。�

A.小球在向上擺到45°角時(shí)速度達(dá)到最大B.F=mg

C.速度大小始終不變D.F=

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)有一種特殊的電池，它的電動勢E約為9V，內(nèi)阻r約為50Ω，已知該電池允許輸出的最大電流為50 mA，為了測定這個電池的電動勢和內(nèi)阻，某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖中電壓表的內(nèi)阻很大，對電路的影響可不考慮，R為電阻箱，阻值范圍0～9 999Ω，R0是定值電阻，起保護(hù)電路的作用．

(1)實(shí)驗(yàn)室備有的定值電阻R0有以下幾種規(guī)格：

A. 10Ω 2.5 W B. 100Ω 1. 0 W

C. 200Ω 1. 0 W D. 2 000Ω 5.0 W

本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選哪一種規(guī)格？答______ 。

該同學(xué)接入符合要求的R0后，閉合開關(guān)S，調(diào)整電阻箱的阻值，讀取電壓表的示數(shù)改變電阻箱阻值，取得多組數(shù)據(jù)，作出了如圖 (b)所示的圖線（已知該直線的截距為0.1 V-1)．則根據(jù)該同學(xué)所作出的圖線可求得該電池的電動勢E為_____V，內(nèi)阻r為______Ω.（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理課外興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示裝置，AB段為一豎直細(xì)圓管，BPC是一個半徑R=0.4m的半圓軌道，C端的下方有一質(zhì)量M=2kg的小車，DEF為半徑r=0.2m的半圓軌道，E為軌道最低點(diǎn)，左側(cè)緊靠一固定障礙物。在直管的下方固定一鎖定的處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧，彈簧上端放置一質(zhì)量為m=1kg的小球（小球直徑略小于圓管的直徑，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R、r，）。小球到B端的距離為，C、D間豎直距離為。某時(shí)刻，解除彈簧的鎖定，小球恰好能通過BPC的最高點(diǎn)P，從C端射出后恰好從D端沿切線進(jìn)入半圓軌道DEF，并能從F端飛出。若各個接觸面都光滑，重力加速度取g=10m/s2，則：

（1）彈簧被釋放前具有的彈性勢能EP大小是多少；

（2）小球從F點(diǎn)飛出后能上升的最大高度是多少？

（3）小球下落返回到E點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小是多少？

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