6．水平固定的汽缸A和豎直固定的汽缸B內(nèi)壁光滑長度均為4L、橫截面積均為S，A、B之間由一段容積可忽略的帶閥門的細(xì)管相連，整個裝置置于溫度27℃、大氣壓為p0的環(huán)境中，活塞C、D的質(zhì)量及厚度均忽略不計，缸內(nèi)氣體均為理想氣體，原長3L、勁度系數(shù)k=$\frac{2{p}_{0}S}{L}$的輕彈簧，一端連接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O點(diǎn)，開始時活塞C距汽缸A的底部為1.5L，活塞D距汽缸B的底部為L．求：
①打開閥門，穩(wěn)定后氣缸內(nèi)溫度與環(huán)境溫度相同，求活塞D上升的距離；
②要想使活塞D回到原來的位置，缸內(nèi)氣體的溫度應(yīng)降到多少度．

分析 ①根據(jù)活塞C受力平衡，列出平衡方程求出氣缸A內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P1，打開活塞后對封閉氣體運(yùn)用玻意耳定律，求出活塞D距汽缸B的底部的高度，再利用幾何關(guān)系即可求出活塞D上升的距離；
②降溫過程壓強(qiáng)不變，彈簧的形變量不變，活塞C不動，運(yùn)用蓋呂薩克定律，即可求出缸內(nèi)氣體降到的溫度．

解答 解：①設(shè)氣缸A內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為P1，
根據(jù)平衡對活塞C：p1S=k（1.5L-L）+p0S
解得：p1=2p0
打開閥門后，氣缸A內(nèi)的氣體溫度保持不變，
根據(jù)玻意耳定律可得：p1•1.5LS=p0•x1S
解得活塞D距汽缸B的底部的高度：x1=3L
則D活塞上升距離：△x=3L-L=2L
②活塞D回到原來位置過程中，壓強(qiáng)保持不變，
根據(jù)蓋-呂薩克定律可得：$\frac{4LS}{{T}_{1}}$=$\frac{2LS}{{T}_{2}}$
解得：T2=$\frac{1}{2}$T1=150K=-123℃
答：①活塞D上升的距離為2L；
②要想使活塞D回到原來的位置，缸內(nèi)氣體的溫度應(yīng)降到-123℃．

點(diǎn)評 本題考查玻意耳定律的應(yīng)用及壓強(qiáng)的計算，關(guān)鍵要注意首先明確氣體發(fā)生的什么變化，根據(jù)力平衡法求氣體的壓強(qiáng)，然后才能分析狀態(tài)參量，由理想氣體的狀態(tài)方程或?qū)嶒?yàn)定律進(jìn)行分析求解，第二問要注意降溫過程壓強(qiáng)不變，彈簧的形變量不變，活塞C不動．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

19．甲、乙兩船在同一河流中同時開始渡河，河水流速為v0，兩船在靜水中的速率均為v．甲、乙兩船船頭均與河岸成θ角，如圖所示，已知甲船恰好能垂直到達(dá)河正對岸的A點(diǎn)，乙船到達(dá)河對岸的B點(diǎn)，A、B之間的距離為L．則下列判斷不正確的是（　�。�
A．甲、乙兩船同時到達(dá)對岸
B．若僅是河水流速v0增大，則兩船的渡河時間都不變
C．不論河水流速v0如何改變，只要適當(dāng)改變θ角，甲船總能到達(dá)正對岸的A點(diǎn)
D．若僅是河水流速v0增大，則兩船到達(dá)對岸時，兩船之間的距離仍然為L

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

17．如圖，粗細(xì)均勻、橫截面積為S、內(nèi)壁光滑、豎直放置的玻璃管下端密封，上端封閉但留有一抽氣孔．管內(nèi)下部被活塞封住一定量的熱力學(xué)溫度為T0的理想氣體．開始時，活塞上方氣體壓強(qiáng)為p0，氣柱長度為3L，活塞下方氣柱長度為L，現(xiàn)將活塞上方抽成真空并密封，抽氣過程中管內(nèi)氣體溫度始終保持不變．活塞穩(wěn)定時距玻璃管頂端的距離為L，求：
（a）活塞的重力G；
（b）假設(shè)一段時間后因環(huán)境溫度緩慢降低，致使密封氣體溫度變?yōu)門=$\frac{{T}_{0}}{3}$，已知該降溫過程密封氣體內(nèi)能減少了$\frac{5}{2}$P0SL，求該過程密封氣體對外界放出的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

14．下列給出的幾種物理情景中，有可能的是（　�。�
A．物體受拉力作用向上勻速運(yùn)動，拉力做的功是1J，但物體重力勢能的增加量不是1J
B．物體受拉力作用向上運(yùn)動，拉力做的功是1J，但物體重力勢能的增加量不是1J
C．沒有摩擦?xí)r物體由A沿直線運(yùn)動到B，克服重力做的功是1 J，有摩擦?xí)r物體由A沿曲線運(yùn)動到B，克服重力做的功大于1 J
D．物體運(yùn)動，重力做的功是-1J，物體重力勢能增加1J

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．如圖，跳水運(yùn)動員最后踏板的過程可以簡化為下述模型：運(yùn)動員從高處落到處于自然狀態(tài)的跳板（A位置）上，隨跳板一同向下運(yùn)動到最低點(diǎn)（B位置）．對于運(yùn)動員從開始與跳板接觸到運(yùn)動至最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（　�。�
A．運(yùn)動員到達(dá)最低點(diǎn)時，其所受外力的合力為零
B．在這個過程中，運(yùn)動員的動能一直在減小
C．在這個過程中，跳板的彈性勢能一直在增加
D．在這個過程中，運(yùn)動員的機(jī)械能守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

11．如圖所示，在水平面上有一輕質(zhì)彈簧，其左端與豎直墻壁相連，在水平面右側(cè)有一傾斜的傳送帶與水平面在A點(diǎn)平滑連接，當(dāng)傳送帶靜止時．一質(zhì)量m=1kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物體壓縮彈簧到O點(diǎn)（與彈簧不拴接），然后靜止釋放，最后物體到達(dá)傳送帶上端B點(diǎn)時的速率剛好為零．已知物體與水平面及物體與傳送帶的動摩擦因數(shù)均為0.5，水平面OA段長L=1m皮帶輪AB之間長S=1.8m，傳送帶與水平面之間的夾角α為37°，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）物體經(jīng)過A點(diǎn)時的速率
（2）釋放物體之前彈簧所具有的彈性勢能
（3）若皮帶輪以V=5m/s的速率逆時針勻速轉(zhuǎn)動，求物體從A到B與傳送帶之間由于摩擦而產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

18．節(jié)日期間一商戶用容積為1L壓強(qiáng)為5×105Pa的氫氣儲氣罐連續(xù)為150個氣球充氣．每個充氣后的氣球的壓強(qiáng)均為1.1×105Pa，容積均為0.02L．已知充氣前氫氣儲氣罐內(nèi)的氣體溫度和充氣后的氣球內(nèi)氣體溫度均等于環(huán)境溫度27℃，充氣結(jié)束時氫氣儲氣罐內(nèi)氣體的溫度降為-3℃．求：
①給氣球充氣用掉氣體占原來總氣體的百分比；
②充氣結(jié)束時罐內(nèi)氣體的壓強(qiáng)．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

15．某同學(xué)在用如圖的裝置做“研究平拋物體運(yùn)動”的實(shí)驗(yàn)，已知重力加速度為g，請按要求完成下列填空．
（1）實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下：
①安裝好器材，調(diào)節(jié)斜槽，使斜槽的末端切線水平，記下小球離開斜面時的位置O點(diǎn)和過O點(diǎn)的豎直線；
②讓小球多次從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下，記下小球平拋運(yùn)動中的一系列位置；
③取下白紙，以O(shè)為原點(diǎn)，以豎直線為y軸、水平為x軸建立平面直角坐標(biāo)系，用平滑曲線畫出小球平拋運(yùn)動的軌跡；
④測出軌跡上某點(diǎn)的坐標(biāo)x、y，用v0=x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$算出小球的平拋初速度，實(shí)驗(yàn)需從軌跡上取多個點(diǎn)求v0的值，然后求它們的平均值．
（2）實(shí)驗(yàn)中描出小球的運(yùn)動軌跡上一點(diǎn)P的坐標(biāo)為P（xP、yP），小球通過P時的瞬時速度方向與x軸間的夾角為θ，則tanθ=$\frac{{y}_{p}}{2{x}_{p}}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

16．如圖，一個原來不帶電的半徑為r的空心金屬球放在絕緣支架上，右側(cè)放置一個電荷量為+Q的點(diǎn)電荷，點(diǎn)電荷到金屬球表面的最近距離為2r，下列說法正確的是（　�。�
A．金屬球右側(cè)感應(yīng)出正電荷
B．感應(yīng)起電后金屬球總帶電量為-Q
C．金屬球上的感應(yīng)電荷在球心處激發(fā)的電場強(qiáng)度大小為k$\frac{Q}{9{r}^{2}}$
D．點(diǎn)電荷受到的庫侖力大小為k$\frac{{Q}^{2}}{4{r}^{2}}$

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同步練習(xí)冊答案