热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,一水平放置的气缸,由截面积不同的两圆筒连接而成.活塞A、B用一长为3l的刚性细杆连接,它们可以在筒内无摩擦地沿地沿水平方向左右滑动.A、B的截面积分别为SA=30cm2、SB=15cm2.A、B之间封闭着一定质量的理想气体.两活塞外侧(A的左方和B的右方)都是大气,大气压强始终保持为P0=1.0×105Pa.活塞B的中心连一不能伸长的细线,细线的另一端固定在墙上.当气缸内气体温度为T1=540K,活塞A、B的平衡位置如图所示,此时细线中的张力为F1=30N.

(1)现使气缸内气体温度由初始的540K缓慢下降,温度降为多少时活塞开始向右移动?

(2)继续使气缸内气体温度下降,温度降为多少时活塞A刚刚右移到两圆筒连接处?

(3)活塞A移到两圆筒连接处之后,维持气体温度不变,另外对B施加一个水平向左的推力,将两活塞慢慢推向左方,直到细线拉力重新变为30N.求此时的外加推力F2是多大.

正确答案

(1)设气缸内气体压强为P0,F为细线中的张力,则活塞A、B及细杆这个整体的平衡条件为:

P0SA-PSA+PSB-P0SB+F=0    ①

解得:P=P0+  

对于初始状态S时:F=F1=30N,

代入①式,就得到气缸中气体的初始压强:

P1=P0+=1.2×105Pa

由①式看出,只要气体压强P>P0,细线就会拉直且有拉力,于是活塞不会移动.使气缸内气体温度降低是等容降温过程,当温度下降使压强降到P0时,细线拉力变为零,再降温时活塞开始向右移,设此时温度为T2,压强P2=P0,该过程气体作等容变化,有:

=  

得:T2=450K

故温度降为450K时活塞开始向右移动.

(2)再降温,细线松了,要平衡必有气体压强P=P0,是等压降温过程,活塞右移、体积相应减小,当A到达两圆筒连接处时,温度为T3,由等压变化得:

= 

得:T3=270K 

故温度降为270K时活塞A刚刚右移到两圆筒连接处.

(3)维持T3=270K不变,向左推活塞,是等温过程,最后压强为P4,有:

= 

推力F2向左,由力的平衡条件得:

P0SA-PASA+PASB-P0SB+F1-F2=0 

解得:F2=90N

故此时的外加推力F2为90N.

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,上端开口的光滑圆柱形气缸竖直放置,截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内.在气缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动.开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强为p0(p0=1.0×105 Pa为大气压强),温度为300K.现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330K,活塞恰好离开a、b.求:

(1)活塞的质量

(2)当温度升为360K时活塞上升的高度.

正确答案

已知:p1=1.0×105 Pa,p2=p0+,T1=300K,T2=330K,V1=60×40cm3 

(1)由=知:

p2=p0+=T2

mg=0.1×105×40×10-4=40N     m=4kg

(2)T3=360K    V2=V1=60×40cm3

由等压变化=

V3=T3=65.5×40

△h=65.5-60=5.5cm

答:(1)活塞的质量为4Kg.

(2)当温度升为360K时活塞上升的高度为5.5cm.

1
题型:简答题
|
简答题

某实验小组利用如图所示的装置测量温度:A是容积较大的玻璃泡,A中封有一定量的空气,B是一根很细的与A连接的均匀玻璃管,管壁有温度刻度标志,管下端开口插入水银槽中,管内外水银面高度差为h。

(1)h越大,温度读数越____________(填“大”或“小”);

(2)试用相关物理规律证明此装置的温度刻度线间距是均匀的;

(3)利用此装置测温度时,如果大气压强增大△P(cmHg),读出的温度值变大还是变小?如何进行修正?

正确答案

(1)小

(2)等容变化:P=KT,P=P0-h,△T(即△t)与△h成线性关系,所以刻度线的间距均匀

(3)变小,因为△h=△P,所以应从管内水银面向下移动△h的刻度线读数

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上,开口向右放置,活塞的横截面积为S.活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体,轻绳跨在定滑轮上.开始时汽缸内外压强相同,均为大气压p0(mg<p0s).汽缸内气体的温度T0,轻绳处在伸直状态.不计摩擦.缓慢降低汽缸内温度,最终使得气体体积减半,求:

(1)重物刚离地时气缸内的温度T1

(2)气体体积减半时的温度T2

(3)在下列坐标系中画出气体状态变化的整个过程.并标注相关点的坐标值.

正确答案

(1)对于封闭气体,P1=P0,P2=P0-,重物刚离地过程等容过程:

=

  整理得:T1=T0

(2)从重物离地到气体体积减半,封闭气体做等压变化:

=

整理得:T2=T0

(3)图线如下:

答:(1)重物刚离地时气缸内的温度为T0

(2)气体体积减半时的温度为T0

(3)图象为

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,质量为m=10kg的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸中,开始时活塞距气缸底高度h1=40cm.此时气体的温度T1=300K.现缓慢给气体加热,气体吸收的热量Q=420J,活塞上升到距气缸底h2=60cm.已知活塞面积S=50cm2,大气压强P0=1.O×10Pa,不计活塞与气缸之间的摩擦,g取lOm/s2.求

(1)当活塞上升到距气缸底h2时,气体的温度T2

(2)给气体加热的过程中,气体增加的内能△U.

正确答案

(1)气缸内封闭气体发生等压变化,根据盖•吕萨克定律得

=…①

代入得:=

解得,T2=45OK           

(2)P=P0+=1.2×105Pa…②

气体对外界做功 W=-P△V=-120J…③

根据热力学第一定律得△U=W+Q=300J…④

答:

(1)当活塞上升到距气缸底h2时,气体的温度T2为450K.

(2)给气体加热的过程中,气体增加的内能△U为300J.

下一知识点 : 气体等容变化的P-T图象
百度题库 > 高考 > 物理 > 查理定律(等容定律)

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/5
  • 下一题