【題目】如圖所示，水平桌面上有一質(zhì)量M=2kg開口向上缸壁厚度不計的汽缸，質(zhì)量m=2kg、橫截面積S=10cm2的活塞密封了一定質(zhì)量的理想氣體。一根輕繩一端系在活塞上，另一端跨過兩個定滑輪連著一根勁度系數(shù)k=200N/m的豎直輕彈簧，彈簧的下端系一質(zhì)量M1=5kg的物塊。開始時，缸內(nèi)氣體的溫度t1=127℃，活塞到缸底的距離L1=80cm，彈簧恰好處于原長。已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa，不計一切摩擦，現(xiàn)使缸內(nèi)氣體緩慢冷卻，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g=10m/s2，求：

①氣缸恰好離開桌面時，氣體壓強(qiáng)為多大；

②氣缸恰好離開桌面時，氣體溫度為多少。

【答案】①0.8×105Pa②-73℃。

【解析】

考查熱力學(xué)理想氣體方程，選擇合適的研究對象，根據(jù)平衡關(guān)系可以求出前后狀態(tài)的壓強(qiáng)，再根據(jù)理想氣體方程計算可得。

①以氣缸為研究對象，當(dāng)氣缸剛好離開桌面時，根據(jù)平衡條件可得：

Mg+p2S=p0S，

解得：p2=0.8×105Pa；

②初狀態(tài)氣體的壓強(qiáng)為：

p1=p0+=1.2×105Pa；

體積V1=L1S=80S；

溫度T1=127+273=400K；

剛好被提起時，活塞下降的高度為x，則有：

kx=（m+M）g

解得：x=0.2m=20cm

所以末狀態(tài)的體積為：

V2=（80-20）S=60S，

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可得：

=，

T2=200K=-73℃。

答：①氣缸恰好離開桌面時，氣體壓強(qiáng)為0.8×105Pa；

②氣缸恰好離開桌面時，氣體溫度為-73℃。

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】研究小組利用如圖所示裝置來測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣�，輕質(zhì)滑輪兩側(cè)M、m通過輕繩連接，M＞m，釋放后打點(diǎn)計時器在m后的紙帶上打出一系列的點(diǎn)

（1）下列說法正確的有______；

A．打點(diǎn)計時器應(yīng)接6V直流電源

B．先接通電源，后釋放M和m

C．釋放時，m應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計時器

D．M下落的加速度大小為g

（2）實(shí)驗中打點(diǎn)計時器打出一條紙帶，其部分點(diǎn)跡如圖所示，兩點(diǎn)間的時間間隔為0.02s，根據(jù)紙帶上的部分?jǐn)?shù)據(jù)，表格中①位置的數(shù)值應(yīng)為______

末速度v（m/s）

末速度的平方v2

位移h（cm）

A→B

0.88

0.78

1.62

A→C

1.03

1.06

3.53

A→D

1.18

1.38

5.73

A→E

①

②

8.23

A→F

1.47

2.16

11.03

（3）將表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系v2-h中描點(diǎn)，得到一條直線，直線的斜率為k截為b，可知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>______；A點(diǎn)為橫坐標(biāo)的起點(diǎn)，打A點(diǎn)時物體的速度為______。（均用M、m、k、b表示）

（4）考慮到實(shí)際情況中會存在各種阻力，則重力加速度的測量值______真實(shí)值（“大于”、“小于”或“等于”）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】跳臺滑雪是冬奧會的比賽項目之一，如圖為一簡化后的跳臺滑雪的雪道示意圖。助滑坡由AB和BC組成，AB為斜坡，BC為R=10m的圓弧面，二者相切于B點(diǎn)，與水平面相切于C，AC間的豎直高度差為h1=40m，CD為豎直跳臺。運(yùn)動員連同滑雪裝備總質(zhì)量為80kg，從A點(diǎn)由靜止滑下，通過C點(diǎn)水平飛出，飛行一段時間落到著陸坡DE上的E點(diǎn)。運(yùn)動員運(yùn)動到C點(diǎn)時的速度是20m/s，CE間水平方向的距離x=40m。不計空氣阻力，取g=10m/s2。求：

（1）運(yùn)動員從A點(diǎn)滑到C點(diǎn)過程中阻力做的功；

（2）運(yùn)動員到達(dá)C點(diǎn)時對滑道的壓力大小；

（3）運(yùn)動員落到E點(diǎn)時的瞬時速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某組同學(xué)選用下列實(shí)驗器材測量某型號鋰電池的電動勢E（約9V）和內(nèi)阻r（約幾十歐）：

A．電壓表V（量程5V，內(nèi)阻為4000Ω）

B．靈敏電流表A（量程6mA，內(nèi)阻為20Ω）

C．電阻箱R1（0-999.9Ω）

D．定值電阻R2（4000Ω）

E．定值電阻R2（1000Ω）

F．開關(guān)S一只、導(dǎo)線若干

（1）該組同學(xué)從上述器材中選取了B、C、F來測量鋰電池的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗操作______（選填“可行”或“不可行”）

（2）該組同學(xué)采用了如下甲圖電路來測量鋰電池的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗需測多組數(shù)據(jù)及保證器材安全使用，連接在實(shí)驗線路中的R0應(yīng)選______（選填“R2”或“R3”）

（3）讀取并記錄電壓表的示數(shù)及電阻箱接入電路中的阻值，測得多組電壓值U及電阻值R1，然后作出圖象，如圖乙所示，由圖中所給的數(shù)據(jù)可求得鋰電池的電動勢E=______V，內(nèi)阻r=______Ω（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，水平傳送帶上A、B兩端點(diǎn)間距L＝4m，半徑R＝1m的光滑半圓形軌道固于豎直平面內(nèi)，下端與傳送帶B相切。傳送帶以v0＝4m/s的速度沿圖示方向勻速運(yùn)動，質(zhì)量m＝lkg的小滑塊由靜止放到傳送帶的A端，經(jīng)一段時間運(yùn)動到B端，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，取g＝10m/s2。

(1)求滑塊到達(dá)B端的速度；

(2)求滑塊由A運(yùn)動到B的過程中，滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量；

(3)僅改變傳送帶的速度，其他條件不變，計算說明滑塊能否通過圓軌道最高點(diǎn)C。

【答案】(1)vB=4m/s (2)Q＝8J (3)不能通過最高點(diǎn)

【解析】試題分析：⑴滑塊開始時在傳送帶上先向右做加速運(yùn)動，若傳送帶足夠長，設(shè)當(dāng)滑塊速度v＝v0時已運(yùn)動距離為x，根據(jù)動能定理有：μmgx＝－0

解得：x＝1.6m＜L， 所以滑塊將以速度v＝v0＝4m/s做勻速運(yùn)動至B端

⑵設(shè)滑塊與傳送帶發(fā)生相對運(yùn)動的時間為t，則：v0＝μgt

皮帶通過的位移為：x′＝v0t

滑塊與傳送帶之間相對滑動的距離為：Δx＝x′－x

滑塊與傳送帶之間產(chǎn)生的熱量為：Q＝μmgΔx

聯(lián)立以上各式解得：Q＝8J

⑶設(shè)滑塊通過最高點(diǎn)C的最小速度為vC，經(jīng)過C點(diǎn)時，根據(jù)向心力公式和牛頓第二定律有：mg＝

在滑塊從B運(yùn)動到C的過程中，根據(jù)動能定理有：－2mgR＝－

解得要使滑塊能通過圓軌道最高點(diǎn)C時經(jīng)過B的速度最小為：vB＝m/s

若僅改變傳送帶的速度，其他條件不變，使得滑塊一直做勻加速直線運(yùn)動至B的速度為最大速度，設(shè)為vm，根據(jù)動能定理有：μmgL＝－0

解得：vm＝m/s＜vB＝m/s，所以僅改變傳送帶的速度，滑塊不能通過圓軌道最高點(diǎn)

考點(diǎn)：本題主要考查了勻變速直線運(yùn)動規(guī)律、牛頓第二定律、動能定理、功能關(guān)系的應(yīng)用問題，屬于中檔題。

【題型】解答題
【結(jié)束】
23

【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi),y軸左側(cè)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小為E;在0<x<L區(qū)域內(nèi),x軸上、下方有相反方向的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度大小均為2E;在x>L的區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變、方向做周期性變化.一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子(粒子重力不計),由坐標(biāo)為(-L, )的A點(diǎn)靜止釋放.

(1)求粒子第一次通過y軸時速度的大小;

(2)求粒子第一次射入磁場時的位置坐標(biāo)及速度;

(3)現(xiàn)控制磁場方向的變化周期和釋放粒子的時刻,實(shí)現(xiàn)粒子能沿一定軌道做往復(fù)運(yùn)動,求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小取值范圍.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖水平軌道與圓弧軌道相接，圓弧軌道半徑為R=0.4m，OC與OD夾角為，一個質(zhì)量m=1kg的小球從距地面某一高度A點(diǎn)沿水平方向以初速度v0=4m/s拋出一個小球，小球恰好從C點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道，小球運(yùn)動到D點(diǎn)的速度為m/s，并恰好從圓弧軌道最高點(diǎn)B水平飛出。（，，）求：

(1)小球從A拋出時距地面的高度；

(2)小球運(yùn)動到圓弧軌道D點(diǎn)時對軌道的壓力；

(3)小球從圓弧軌道最高點(diǎn)B飛出時最終落在水平面上，則落地點(diǎn)距C點(diǎn)的距離為多少。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在∠MON以外區(qū)域存在著范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場，∠MON＝60°，磁場方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B．在OM邊上取一點(diǎn)P，使得OP長度為a質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電粒子（重力不計）以速度v0＝從PO的中點(diǎn)垂直于該邊界射入磁場，從此刻開始計時，在以后的運(yùn)動過程中，以下說法中正確的是（　　）

A.粒子會經(jīng)過P點(diǎn)

B.粒子會經(jīng)過O點(diǎn)

C.粒子在磁場區(qū)域飛行的總時間為

D.粒子在磁場區(qū)域飛行的總時間為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗小組用一只彈簧測力計和一個量角器等器材驗證力的平行四邊形定則，設(shè)計了如圖所示的實(shí)驗裝置，固定在豎直木板上的量角器的直邊水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圓心O的正上方A處，另一端系繩套1和繩套2，主要實(shí)驗步驟如下：

①彈簧測力計掛在繩套1上豎直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)處，記下彈簧測力計的示數(shù)F；

②彈簧測力計掛在繩套1上，手拉著繩套2，緩慢拉橡皮筋，使橡皮筋的結(jié)點(diǎn)到達(dá)O處，此時繩套1沿0°方向，繩套2沿120°方向，記下彈簧測力計的示數(shù)；

③根據(jù)力的平行四邊形定則計算繩套1的拉力________；

④比較_________即可初步驗證；

⑤只改變繩套2的方向，重復(fù)上述試驗步驟．

回答下列問題：

（1）將上述實(shí)驗步驟補(bǔ)充完整；

（2）將繩套1由0°方向緩慢轉(zhuǎn)動到60°方向，同時繩套2由120°方向緩慢轉(zhuǎn)動到180°方向，此過程中保持橡皮筋的結(jié)點(diǎn)在O處不動，保持繩套1和繩套2的夾角120°不變，關(guān)于繩套1的拉力大小的變化，下列結(jié)論正確的是________（填選項前的序號）．

A．逐漸增大 B．先增大后減小 C．逐漸減小 D．先減小后增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，摩托車做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺，接著以v=3m/s水平速度離開平臺，落至地面時，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)切入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑．A、B為圓弧兩端點(diǎn)，其連線水平．已知圓弧半徑為R=1.0m，人和車的總質(zhì)量為180kg，特技表演的全過程中，阻力忽略不計．（計算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）．求：

（1）從平臺飛出到A點(diǎn)，人和車運(yùn)動的水平距離S；

（2）從平臺飛出到A點(diǎn)時速度及圓弧對應(yīng)圓心角θ；

（3）人和車運(yùn)動到達(dá)圓弧軌道A點(diǎn)時對軌道的壓力大��；

（4）人和車運(yùn)動到圓弧軌道最低點(diǎn)O速度v′=m/s此時對軌道的壓力大�。�

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同步練習(xí)冊答案