【題目】如圖所示，兩個(gè)可導(dǎo)熱的氣缸豎直放置，它們的底部由一細(xì)管連通（忽略細(xì)管的容積）。兩氣缸各有一個(gè)活塞，質(zhì)量分別為m1和m2，活塞與氣缸無摩擦�；钊南路綖槔硐霘怏w，上方為真空。當(dāng)氣體處于平衡狀態(tài)時(shí)，兩活塞位于同一高度h.（已知m1＝2m，m2＝m）

（1）在兩活塞上同時(shí)各放一質(zhì)量為m的物塊，求氣體再次達(dá)到平衡后兩活塞的高度差（假定環(huán)境溫度始終保持為T0）；

（2）在達(dá)到上一問的終態(tài)后，環(huán)境溫度由T0緩慢上升到1.25T0，試問在這個(gè)過程中，氣體對(duì)活塞做了多少功？（假定在氣體狀態(tài)變化過程中，兩物塊均不會(huì)碰到氣缸頂部）。

【答案】（1）x=h（2）0.75mgh

【解析】試題分析：（1）開始時(shí)兩缸內(nèi)的氣壓相等，從而可得出兩活塞的面積關(guān)系，兩活塞上同時(shí)各加一質(zhì)量為m的物塊后，就打破了原有的平衡，面積小的活塞會(huì)下沉，直至面積小的活塞移到底部，再確定左側(cè)氣體的狀態(tài)參量，整個(gè)過程是等溫變化，由氣體的狀態(tài)方程可得出左缸氣體的高度，即為兩活塞的高度差．（2）緩慢升溫氣體發(fā)生等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律求體積變化，求出活塞移動(dòng)的距離，根據(jù)W=Fl求功

（1）設(shè)左、右活塞的面積分別為S'和S，由于氣體處于平衡狀態(tài)，故兩活塞對(duì)氣體的壓強(qiáng)相等，即： ，由此得

在兩個(gè)活塞上各加質(zhì)量為m的物塊后，假設(shè)左右兩活塞仍沒有碰到汽缸底部，

由平衡條件：P左=，P右=，P左＜P右，

則右活塞降至氣缸底部，所有氣體都在左氣缸中。

在初態(tài)，氣體的壓強(qiáng)為，體積為3Sh；在末態(tài)，氣體壓強(qiáng)為，體積為2xS（x為左活塞的高度）

由玻意耳定律得： ·3Sh=·2xS解得：x=h，即兩活塞的高度差為x=h

（2）當(dāng)溫度由T0上升至T=1.25T0時(shí)，氣體的壓強(qiáng)不變，設(shè)x'是溫度達(dá)到T時(shí)左活塞的高度，

由蓋·呂薩克定律得：x'=x=1.25h活塞對(duì)氣體做的功為：W= =3mg(x'－x)=0.75mgh

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是（　　）

A.海市蜃樓是光發(fā)生全反射的結(jié)果

B.照相機(jī)鏡頭的增透膜，應(yīng)用了光的干涉原理

C.用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置觀察紅光的干涉現(xiàn)象，中央條紋是白色的

D.在城市主道路修繕過程中，往往會(huì)安裝紅色的禁行標(biāo)志，是因?yàn)榧t光的傳播速度最快，它首先射入人的眼睛

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一根粗細(xì)均勻的空心導(dǎo)體棒如圖a所示，截面為同心圓環(huán)（如圖b），其電阻約為100Ω，這種材料的電阻率為ρ。某同學(xué)用以下器材測(cè)量該導(dǎo)體棒的內(nèi)徑：

A．20分度的游標(biāo)卡尺

B．螺旋測(cè)微器

C．電流表A1（量程50mA，內(nèi)阻R1=100Ω）

D．電流表A2（量程l00mA，內(nèi)阻R2約40Ω）

E．滑動(dòng)變阻器R（0～10Ω）

F．直流電源E

G．導(dǎo)電材料樣品Rx

H．開關(guān)一只，導(dǎo)線若干

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量導(dǎo)體棒長(zhǎng)度如圖甲，示數(shù)L= mm；用螺旋測(cè)微器測(cè)量其外徑如圖乙，示數(shù)D= mm。

（2）圖丙是實(shí)驗(yàn)原理圖，請(qǐng)?jiān)诙D中完成線路連接。

（3）閉合開關(guān)S，調(diào)整滑動(dòng)變阻器，記錄電流表A1的讀數(shù)I1和電流表A2的讀數(shù)I2，則導(dǎo)體管的內(nèi)徑d= （用已知量和測(cè)量量的符號(hào)來表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了使航天員能適應(yīng)在失重環(huán)境下的工作和生活，國(guó)家航天局組織對(duì)航天員進(jìn)行失重訓(xùn)練�，F(xiàn)利用訓(xùn)練客機(jī)創(chuàng)造一種失重環(huán)境。訓(xùn)練客機(jī)沿300傾角爬升到7000米高空后飛機(jī)向上拉起，沿豎直方向以200m/s 的初速度向上作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，勻減速的加速度為g，當(dāng)飛機(jī)到最高點(diǎn)后立即掉頭向下，仍沿豎直方向以加速度為g加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)飛機(jī)離地3000米高時(shí)為了安全必須拉起，后又可一次次重復(fù)為航天員失重訓(xùn)練。為了防止飛機(jī)發(fā)生失速危險(xiǎn)，每次飛機(jī)速度達(dá)到350m/s 后必須終止失重訓(xùn)練。請(qǐng)計(jì)算飛機(jī)一次上下運(yùn)動(dòng)為航天員創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間。（g=10m/s2，結(jié)果保留一位小數(shù)）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在滑冰場(chǎng)上，甲、乙兩小孩分別坐在滑冰板上，原來靜止不動(dòng)，在相互猛推一下后分別向相反方向運(yùn)動(dòng)。假定兩板與冰面間的摩擦因數(shù)相同。已知甲在冰上滑行的距離比乙遠(yuǎn)，這是由于（ ）

A．在推的過程中，甲推乙的力小于乙推甲的力

B．在推的過程中，甲推乙的時(shí)間小于乙推甲的時(shí)間

C．在剛分開時(shí)，甲的初速度大于乙的初速度

D．在分開后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在光滑水平地面上疊放著質(zhì)量均為M=20kg的A、B兩個(gè)滑塊，用水平推力F推滑塊A，讓它們運(yùn)動(dòng)，推力F隨位移x變化的圖像如圖乙所示。已知兩滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0．4，g=10m/s2。下列說法正確的是

A. 在運(yùn)動(dòng)過程中滑塊A的最大加速度是1 m/s2

B. 在運(yùn)動(dòng)過程中滑塊B的最大加速度是2．5m/s2

C. 只要水平推力大于80N，A、B之間就可以產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)

D. 物體運(yùn)動(dòng)的最大速度為m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，AB是傾角為θ=30°的粗糙直軌道，BCD是光滑的圓弧軌道，AB恰好在B點(diǎn)與圓弧相切，圓弧的半徑為R，一個(gè)質(zhì)量為m的物體（可以看做質(zhì)點(diǎn) ）從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放，結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng)。已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高，物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。求：

（1）物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中在AB軌道上通過的總路程；

（2）為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)D，釋放點(diǎn)P＇距B點(diǎn)的距離至少多大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面上有一長(zhǎng)木板，長(zhǎng)木板的上表面也是水平光滑的，右端用細(xì)繩拴在墻上，左端上部固定一輕質(zhì)彈簧。質(zhì)量為m的鐵球以某一初速度v0在木板的上表面上向左勻速運(yùn)動(dòng)。鐵球與彈簧剛接觸時(shí)繩子繃緊，小球的速度仍與初速度相同。彈簧被壓縮后，鐵球的速度逐漸減少，當(dāng)速度減小到初速度的一半時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為E，此時(shí)細(xì)繩恰好被拉斷（不考慮這一過程中的能量損失），此后木板開始向左運(yùn)動(dòng)。

（1）鐵球開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的初速度是多少

（2）若木板的質(zhì)量為M，木板開始運(yùn)動(dòng)后彈簧的彈性勢(shì)能最大是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，將一個(gè)小球水平拋出，拋出點(diǎn)距水平地面的高度h=1.8m，小球拋出的初速度為v0=8m/s．不計(jì)空氣阻力．取g=10m/s2．求：

（1）小球從拋出到落地經(jīng)歷的時(shí)間t；

（2）小球落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平距離x；

（3）小球落地時(shí)的速度大小v．

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