【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導熱性能良好的汽缸，汽缸內氣體溫度可視為與鍋爐外壁溫度相等。汽缸開口向上，用質量為m＝1 kg的活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞橫截面積為S＝1 cm2。當汽缸內溫度為300 K時，活塞與汽缸底間距為L，活塞上部距活塞L處有一用輕質繩懸掛的重物M。當繩上拉力為零時，警報器報警。已知室外空氣壓強p0＝1.0×105 Pa，活塞與器壁之間摩擦可忽略。求：

（1）當活塞剛剛碰到重物時，鍋爐外壁溫度為多少？

（2）若鍋爐外壁的安全溫度為900K，那么重物的質量應是多少？

【答案】(ⅰ) 600 K (ⅱ) 1kg

【解析】

（1）活塞上升過程為等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律列式可求解當活塞剛剛碰到重物時，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程，對活塞受力分析，結合查理定律列式求解重物的質量.

(ⅰ)活塞上升過程為等壓變化，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程，設重物質量為M，則

p2S＝p0S＋mg

p3S＝p0S＋(m＋M)g

可得M＝1kg

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，某同學設計了一個測量滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)的實驗裝置，裝有定滑輪的長木板固定在水平實驗臺上，木板上有一滑塊，滑塊右端固定一個動滑輪，鉤碼和彈簧測力計通過繞在滑輪上的輕繩相連，放開鉤碼，滑塊在長木板上做勻加速直線運動．

（1）實驗得到一條如圖2所示的紙帶，相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可知，滑塊運動的加速度大小是_____m/s2．（計算結果保留兩位有效數(shù)字）

（2）讀出彈簧測力計的示數(shù)F，處理紙帶，得到滑塊運動的加速度a；改變鉤碼個數(shù)，重復實驗．以彈簧測力計的示數(shù)F為縱坐標，以加速度a為橫坐標，得到的圖象是縱軸截距為b的一條傾斜直線，如圖3所示．已知滑塊和動滑輪的總質量為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摩擦因數(shù)μ=_____．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑絕緣水平面上有三個孤立的點電荷Q1、Q、Q2，其中Q恰好靜止不動，Q1、Q2圍繞Q做勻速圓周運動，在運動過程中三個點電荷始終共線．已知Q1、Q2分別與Q相距r1、r2，不計點電荷間的萬有引力，下列說法正確的是(　　)

A. Q1、Q2的電荷量之比為

B. Q1、Q2的電荷量之比為

C. Q1、Q2的質量之比為

D. Q1、Q2的質量之比為

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科目：高中物理 來源： 題型：

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

(1)實驗中滑動變阻器應選用________(填“R1”或“R2”)．

(2)在下圖方框中畫出實驗電路圖．

(3)在實驗中測得多組電壓和電流值，得到如上圖所示的U－I圖線，由圖可較準確地求出該電源電動勢E＝________V；內阻r＝________Ω.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在真空室內的P點，能沿平行紙面向各個方向不斷發(fā)射電荷量為＋q、質量為m的粒子(不計重力)，粒子的速率都相同．ab為P點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，它與P點相距PQ＝.當直線ab以上區(qū)域只存在垂直紙面向里、磁感應強度為B的勻強磁場時，水平向左射出的粒子恰到達Q點；當ab以上區(qū)域只存在平行該平面的勻強電場時，所有粒子都能到達ab直線，且它們到達ab直線時動能都相等，其中水平向左射出的粒子也恰好到達Q點．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)粒子的發(fā)射速率；

(2)PQ兩點間的電勢差；

(3)僅有磁場時，能到達直線ab的粒子所用最長時間和最短時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組用如下器材來測量電壓表的內阻。

A．待測電壓表（量程3V，內阻約幾千歐）

B．電流表（量程0.6A，內阻約0.1Ω）

C．電池組（電動勢約3V，內阻可忽略）

D．滑動變阻器R0

E．變阻箱R（0﹣9999Ω）

F．開關和導線若干

（1）圖甲是某同學設計的電路，大家討論后一致認為此電路不可行，你認為原因是_____；

A．R0阻值較小

B．電流表存在內阻

C．電壓表無法準確讀數(shù)

D．電流表無法準確讀數(shù)

（2）同學們改用圖乙電路進行測量，設電阻箱的阻值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阻，應該作_____圖線（選“﹣R”、填“U﹣R”、U﹣）；

（3）請根據(jù)你選擇的坐標軸和下表的數(shù)據(jù)，在圖丙中標上合適的標度作出相應圖線__；

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)你所畫出的圖線，求出電源的電動勢E＝_____V，電壓表內阻Rv＝_____kΩ（保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在勻速轉動的水平圓盤上，沿半徑方向放著用細線相連的質量均為m的兩個物體A和B，它們分居圓心兩側，與圓心距離分別為RA=r，RB=2r，與盤間的動摩擦因數(shù)μ相同，當圓盤轉速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，下列說法正確的是(　　)

A. 此時繩子張力為3μmg

B. 此時圓盤的角速度為

C. 此時A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外

D. 此時燒斷細線，A仍相對盤靜止，B將做離心運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】動量守恒定律和能量守恒定律是自然界的基本規(guī)律，請結合相關知識完成下列問題：

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

（2）近期熱播電影“流浪地球”引起了影迷對天文知識的關注，其中一個名詞“引力彈弓”更是成為人們談論的熱點，其實“引力彈弓”是指我們發(fā)射的深空探測器在探索太陽系或太陽系以外的宇宙空間過程中可以借助星球的引力實現(xiàn)助推加速，從而達到節(jié)省燃料，延長探測器有效工作時間的目的。例如1977年美國宇航局發(fā)射的旅行者一號空間探測器現(xiàn)已成為第一個飛出太陽系進入星際介質的探測器，它在運行的過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系的動能。

如圖所示為一個最簡單的“引力彈弓”模型，假設太陽系內一探測器以大小為V的速度向右飛行，同時某一行星向左以大小為U的速度運動（V與U均以太陽為參考系），探測器在靠近行星的過程中被行星引力吸引改變運動方向并最終與行星同向運動并脫離行星。請你運用所學知識證明此時探測器獲得的速度大小為2U+V（證明時可認為探測器質量遠遠小于行星質量，不考慮其它星體萬有引力的影響）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明同學想要設計一個既能測量電源電動勢和內阻，又能測量定值電阻阻值的電路。

他用了以下的實驗器材中的一部分，設計出了圖(a)的電路圖：

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

b．滑動變阻器R(0-20Ω)；

c，兩個定值電阻R1=1000Ω，R2=9000Ω；

d．待測電阻Rx；

e．待測電源E(電動勢約為3V，內阻約為2Ω)

f．開關和導線若干

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

(2)小明先用該電路測量電源電動勢和內阻，將滑動變阻器滑片移至最右端，閉合開關S1，調節(jié)滑動變阻器，分別記錄電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2，得I1與I2的關系如圖(b)所示。根據(jù)圖線可得電源電動勢E=___________V；電源內阻r=___________Ω，(計算結果均保留兩位有效數(shù)字)

(3)小明再用該電路測量定值電阻Rx的阻值，進行了以下操作：

①閉合開關S1、S2，調節(jié)滑動變阻器到適當阻值，記錄此時電流表A1示數(shù)Ia，電流表A2示數(shù)Ib；

②斷開開關S2，保持滑動變阻器阻值不變，記錄此時電流表A1示數(shù)Ic，電流表A2示數(shù)Id；后斷開S1；

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

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