如图所示,固定的气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的活塞用劲度系数为的轻质弹簧相连,两活塞横截面积的大小满足S1=2S2,其中。两气缸均用导热材料制成,内壁光滑,两活塞可自由移动.初始时两活塞静止不动,与气缸底部的距离均为,环境温度为T0=300 K,外界大气压强为,弹簧处于原长。现只给气缸Ⅰ缓慢加热,使气缸Ⅱ的活塞缓慢移动了5cm.已知活塞没有到达气缸口,弹簧能保持水平,气缸内气体可视为理想气体。求此时:
(a)弹簧的形变量;
(b)气缸Ⅰ内气体的温度。
高二物理解答题困难题
如图所示,固定的气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的活塞用劲度系数为的轻质弹簧相连,两活塞横截面积的大小满足S1=2S2,其中。两气缸均用导热材料制成,内壁光滑,两活塞可自由移动.初始时两活塞静止不动,与气缸底部的距离均为,环境温度为T0=300 K,外界大气压强为,弹簧处于原长。现只给气缸Ⅰ缓慢加热,使气缸Ⅱ的活塞缓慢移动了5cm.已知活塞没有到达气缸口,弹簧能保持水平,气缸内气体可视为理想气体。求此时:
(a)弹簧的形变量;
(b)气缸Ⅰ内气体的温度。
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如图所示,固定的气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的活塞用硬杆相连,两活塞横截面积的大小满足S1=2S2,气缸用导热材料制成,内壁光滑,两活塞可自由移动.初始时两活塞静止不动,与气缸底部的距离均为h,环境温度为T1=300 K,外界大气压强为p0,气缸Ⅱ内气体压强p2=0.5p0.现给气缸Ⅰ缓慢加热,使活塞缓慢移动.求:
①加热前气缸Ⅰ内气体的压强;
②活塞移动距离时,气缸Ⅰ内气体的温度.
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如图所示的圆柱形气缸是一“拔火罐”器皿,气缸(横截面积为S)固定在铁架台上,轻质活塞通过细线与质量为m的重物相连,将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到气缸内,酒精棉球熄灭时(此时缸内温度为t℃)闭合开关K,此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零,而这时活塞距缸底为L.由于气缸传热良好,随后重物会被吸起,最后重物稳定在距地面L/10处.已知环境温度为t0℃不变, ,P0为大气压强,气缸内的气体可看做理想气体,求:
(1)酒精棉球熄灭时的温度t与t0满足的关系式;
(2)气缸内温度降低到重新平衡的过程中外界对气体做的功.
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将横截面积为S的圆柱形气缸固定在铁架台上,内有可自由移动的轻质活塞,活塞通过轻杆与重物m相连,将一团燃烧的轻质酒精棉球经阀门K放置于活塞上,棉球熄灭时立即关闭阀门K,此时活塞距离气缸底部为之后,缸内气体冷却至环境温度时,重物上升高度为已知环境温度恒为,外界大气压为,缸内气体可以看作是理想气体,则
A. 重物离开地面稳定后,气体压强可能大于
B. 重物离开地面稳定后,气体压强一定小于
C. 酒精棉球熄灭的瞬间,缸内气体的温度t可能等于
D. 酒精棉球熄灭的瞬间,缸内气体的温度t可能等于
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如图所示,导热气缸上端开口,竖直固定在地面上,高度H=1.35m.质量均为m=2kg的A、B两个活塞静止时将气缸容积均分为三等份,A、B之间为真空并压缩一根轻质弹簧,弹性系数,A、B与气缸间无摩擦,大气压,密封气体初始温度,重力加速度g取,活塞面积,其厚度忽略不计。
(1)求最初密封气体的压强;
(2)若给电阻丝通电加热密封气体,当活塞B缓慢上升到离气缸底部h=1m时,求密封气体的温度;
(3)保持密封气体的温度不变,当用的力竖直向下压活塞A.求稳定时A向下移动的距离L。
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如图所示,封闭有一定质量理想气体的长气缸固定在水平桌面上,开口向右,活塞的横截面积为S。,活塞与质量为m的物块用跨过定滑轮上的轻绳连接,滑轮两侧的轻绳分别处于水平和竖直状态,劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定,上端与物块连接。开始时,活塞与气缸底部的间距为L,被封闭气体压强为、绝对温度为,弹簧处于拉伸状态且弹力大小=mg。已知大气压强=(n>2,g为重力加速度大小)。不计一切摩擦,弹簧始终处于弹性限度内。求:
(i)若对被封闭气体缓慢加热直至弹簧弹力大小为零,求此时被封闭气体的绝对温度;(用m、K、n、L、g、T1表示)
(ii)当被封闭气体的绝对温度为时,立即撤去弹簧且不再对被封闭气体加热,经过一段较长时间后,被封闭气体的绝对温度又降回到,求此时活塞与气缸底部的间距L′;(用n、L表示)
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如图所示,一轻弹簧上面链接一轻质光滑导热活塞,活塞面积为S,弹簧劲度系数为k,一质量为m的光滑导热气缸开始与活塞恰好无缝衔接,气缸只在重力作用下下降直至最终稳定,气缸未接触地面,且弹簧仍处于弹性限度内,环境温度未发生变化,气缸壁与活塞无摩擦且不漏气,气缸深度为h,外界大气压强为p0,重力加速度为g,求:
(i)稳定时,气缸内封闭气体的压强;
(ii)整个过程气缸下降的距离。
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如图所示,两水平放置的导热气缸其底部由管道连通,轻质活塞a、b用钢性轻杆相连,可在气缸内无摩擦地移动,两活塞横截面积分别为Sa和Sb,且Sb=2Sa,缸内封有一定质量的气体,系统平衡时,活塞a、b到缸底的距离均为L,已知大气压强为p0,环境温度为T0,忽略管道中的气体体积。求:
(1)缸中密闭气体的压强;
(2)若活塞在外力作用下向左移动,稳定后密闭气体的压强。
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质量为M,倾角为30°的光滑斜面静止在粗糙的水平地面上,斜面上两个质量均为m的小球A、B,它们用劲度系数为k的轻质弹簧相连,现对小球B施加一水平向左的拉力F,使A、B及斜面一起向左做匀速直线运动,如图所示.已知弹簧的原长为l0,求:
(1)此时弹簧的长度l;
(2)水平拉力F的大小;
(3)粗糙地面与斜面体间的动摩擦因数μ.
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