6.如圖所示為火災(zāi)報警器的原理圖,豎直放置的玻璃試管中裝入水銀,當溫度升高時,水銀柱上升,使電路導(dǎo)通,蜂鳴器發(fā)出響聲,在25℃時,下端封閉的空氣柱長為L1=20cm,水銀柱上表面與導(dǎo)線端點的距離為L2=10cm,管內(nèi)水銀柱的重量為8N,橫截面積為1cm2,大氣壓強p0=1.0×105 Pa,問:
(1)當溫度達到多少時報警器會報警?
(2)如果溫度從25℃升到報警溫度的過程中,封閉空氣柱從外界吸收的熱量為20J,則空氣柱的內(nèi)能增加了多少?

分析 (1)封閉的氣體做等壓變化,分別找出氣體初末狀態(tài)的狀態(tài)參量,應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程便可求解出報警溫度.
(2)由熱力學(xué)第一定律列出等式求解.

解答 解.(1)封閉氣體初狀態(tài)參量:V1=L1S=20S,T1=273+25=298K,氣體末狀態(tài)參量:V2=(L1+L2)S=30S,
封閉的氣體做等壓變化,由蓋呂薩克定律得:$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$,即:$\frac{20S}{298}$=$\frac{30S}{{T}_{2}}$,解得:T2=447K,t2=174℃;
(2)氣體對外做功:W′=(P0S+G)L2=(1.0×105×1×10-4+8)×0.10=1.8J,
由熱力學(xué)第一定律可知:△U=W+Q=-1.8+20=18.2J;
答:(1)當溫度達到174℃時報警器會報警.
(2)空氣柱的內(nèi)能增加了18.2J.

點評 本題考查了求氣體的溫度、求氣體內(nèi)能的增加量,分析清楚氣體狀態(tài)變化過程是解題的前提,應(yīng)用蓋呂薩克定律與熱力學(xué)第一定律即可解題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

16.小物塊從斜面最低點D以v0=4m/s的速度滑上光滑的斜面,途經(jīng)A、B兩點,已知物體在A點時的速度是B點時的速度的2倍,由B點再經(jīng)0.5s物塊滑到斜面頂點C速度變?yōu)榱,A、B的距離s=0.75m,已知小物塊在斜面上運動的加速度恒定且沿斜面向下,小物塊視為質(zhì)點,求:
(1)斜面的長度;
(2)物體由D運動到B的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.如圖所示,在傾角為30°的粗糙斜面上,質(zhì)量為m的物塊在恒定拉力作用下沿斜面以加速度a=$\frac{1}{2}$g(g為重力加速度)向上加速運動距離s的過程中,下列說法正確的(  )
A.重力勢能增加mgsB.動能增加mgsC.機械能增加mgsD.拉力做功為mgs

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.據(jù)報道,美國國家航空航天局宣布首次在太陽系外發(fā)現(xiàn)“類地”行星,假如宇航員乘坐宇宙飛船到達該行星,進行科學(xué)觀測,得到該行星的自轉(zhuǎn)周期為T;宇航員在該行星“北極”距該行星地面附近h處自由釋放一個小球(引力視為恒力),落地時間為t.已知該行星半徑為R,萬有引力常量為G,則下列說法正確的是( 。
A.該行星的第一宇宙速度為$\frac{πR}{T}$
B.宇宙飛船繞該星球做圓周運動的周期不小于πt$\sqrt{\frac{2R}{h}}$
C.該行星的平均密度為$\frac{3π}{{T}^{2}G}$
D.如果該行星存在一顆同步衛(wèi)星,其距行星表面高度為$\root{3}{\frac{h{T}^{2}{R}^{2}}{2{π}^{2}{t}^{2}}}$-R

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.下列說法正確的是(  )
A.懸浮在水中的花粉的布朗運動反映了花粉分子的熱運動
B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果
C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點
D.干濕泡溫度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度,這是濕泡外紗布中水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

11.如圖所示,一個質(zhì)量m的物體,從傾角為θ,高為h的斜面上端A點,由靜止開始下滑,到B點時的速度為v,然后又在水平面上滑行s位移后停止在C點,物體從A點開始下滑到B點的過程中克服摩擦力所做的功為多少?物體與水平面間的動摩擦系數(shù)為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.一些星球由于某種原因而發(fā)生收縮,假設(shè)該星球的直徑縮小到原來一半的.若收縮時質(zhì)量不變,不考慮星球自轉(zhuǎn)的影響,則與收縮前相比( 。
A.同一物體在星球表面受到的重力增大到原來的4倍
B.同一物體在星球表面受到的重力增大到原來的16倍
C.該星球的平均密度增大到原來的8倍
D.該星球的平均密度增大到原來的64倍

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.如圖所示,物體沿曲線軌跡的箭頭方向運動,AB、ABC、ABCD、ABCDE四段曲線軌跡運動所用的時間分別是:1s,2s,2.5s,3s.下列說法正確的是( 。
A.物體在AB段的平均速度大小為1 m/s
B.物體在ABC段的平均速度大小為$\frac{\sqrt{5}}{2}$m/s
C.AB段的平均速度比ABC段的平均速度更能反映物體處于A點時的瞬時速度
D.物體在AB段的平均速度與ABCDE段的平均速度相同

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中:
(1)對于本實驗,以下說法中正確的是CD
A.砂和桶的總質(zhì)量要遠大于小車的總質(zhì)量
B.每次改變小車質(zhì)量后,需要重新平衡摩擦力
C.實驗中也可不測加速度的具體數(shù)值,只要測出不同情況下加速度的比值就行了
D.若要驗證“加速度與力的平方成正比”這一猜想,在作圖線時最好以F2為橫坐標
(2)某同學(xué)在接通電源進行實驗之前,將實驗器材組裝如圖1所示,下列對此同學(xué)操作的判斷正確的是BCD

A.打點計時器不應(yīng)固定在長木板的最右端,而應(yīng)固定在靠近定滑輪的那端
B.打點計時器不應(yīng)使用干電池,而應(yīng)使用交流電源
C.不應(yīng)將長木板水平放置,而應(yīng)在右端墊起合適的高度,平衡摩擦力
D.小車初始位置不應(yīng)離打點計時器太遠,而應(yīng)靠近打點計時器放置
(3)改正實驗裝置后,該同學(xué)順利地完成了實驗.在實驗中保持拉力不變,得到了小車加速度隨質(zhì)量變化的一組數(shù)據(jù),如下表所示:
實驗次數(shù)加速度
a/m•s-2
小車與砝碼總質(zhì)量
m/kg
小車與砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)
m-1/kg-1
10.320.205.0
20.250.254.0
30.210.303.3
40.180.352.9
50.160.402.5
請你在圖2方格紙中建立合適坐標并畫出能直觀反映出加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線.
(4)從圖線可得出拉力大小為0.062N(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
(5)保持小車質(zhì)量不變,改變砂和砂桶質(zhì)量,某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線如圖3所示.此圖中直線發(fā)生明顯彎曲的原因是隨著F的增大,不再滿足砂和桶的總質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量.

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同步練習(xí)冊答案