如图所示,一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上,开口向下。质量与厚度均不计、导热性能良好的活塞横截面积为S=2×10-3 m2,与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体,此时活塞与汽缸底部之间的距离h=24 cm,活塞距汽缸口10 cm。汽缸所处环境的温度为300 K,大气压强p0=1.0×105 Pa,取g=10 m/s2。现将质量为m=4 kg的物块挂在活塞中央位置上。
(1)活塞挂上重物后,活塞下移,求稳定后活塞与汽缸底部之间的距离。
(2)若再对汽缸缓慢加热使活塞继续下移,活塞刚好不脱离汽缸,加热时温度不能超过多少?此过程中封闭气体对外做功多少?
高二物理解答题中等难度题
如图所示,一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上,开口向下。质量与厚度均不计、导热性能良好的活塞横截面积为S=2×10-3 m2,与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体,此时活塞与汽缸底部之间的距离h=24 cm,活塞距汽缸口10 cm。汽缸所处环境的温度为300 K,大气压强p0=1.0×105 Pa,取g=10 m/s2。现将质量为m=4 kg的物块挂在活塞中央位置上。
(1)活塞挂上重物后,活塞下移,求稳定后活塞与汽缸底部之间的距离。
(2)若再对汽缸缓慢加热使活塞继续下移,活塞刚好不脱离汽缸,加热时温度不能超过多少?此过程中封闭气体对外做功多少?
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一气缸导热性能良好、内壁光滑,顶部装有卡环。质量m=2kg厚度不计的活塞与气缸底部之间密闭了一定质量的理想气体。气缶工竖直放置时,活塞与气缸底部之间的距离l0=20cm,如图(a)所示。己知气缸横截面积S=1×10-3m2、卡环到气缸底部的距离L=30cm,环境温度T0=300K,大气压强P0=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2。现将气缸水平放置,如图(b)所示。此时,活塞向卡环处移动,问:
(I)活塞最终静止在距离气缸底部多远处?
(II)若活塞最终没有到达气缸顶部卡环处,为使活塞到达卡环,需将气缸内气体的温度缓缓升高到多少开?若活塞最终已经到达气缸顶部卡环处,活塞刚好到达卡环时气缸内气体压强多大?
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一端开口且导热性能良好的汽缸固定在水平面上,如图所示,用质量为m、横截面积为S、厚度可忽略不计的活塞封闭一定质量的理想气体。系统平衡时,活塞与汽缸底部的距离为h1=10cm;外界环境的温度保持不变,将质量为2m的砝码放在活塞上,系统再次平衡时活塞与汽缸底部的距离为h2;现将汽缸内气体的温度缓缓升高∆t=60℃,系统再次平衡时活塞与汽缸底部的距离为h3=6cm。已知外界大气压强P0=mg/s,忽略活塞与汽缸之间的摩擦.求:
(1)h2为多少?
(2)最初汽缸内封闭的理想气体的温度t1为多少摄氏度?
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如图所示,右端开口、横截面积为S的绝热圆柱形汽缸水平放置在地面上,汽缸左边有加热装置,内部被质量为m的绝热活塞A和质量也为m、导热性能良好的活塞B分成长度相等的三个部分,两活塞厚度均不计且与汽缸接触良好。汽缸左边两部分分别封闭有理想气体P和Q,初始状态温度均为。外界大气压强大小为且保持恒定。忽略一切摩擦。
①现对气体P缓慢加热,求当活塞B恰好到达汽缸右端时,气体P的温度;
②将汽缸竖直放置,继续给气体P加热,求当活塞B再次到达汽缸上端时,气体P的温度。
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如图所示,一总长度为L导热性能良好的汽缸放置在水平面上,开口向左。用横截面积为S的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞静止时距汽缸底部L/2 。现保持温度不变,缓慢转动汽缸.使其开口竖直向上放置,活塞最终静止时距汽缸底部L/4。已知大气压强为po,不计活塞厚度,活塞与汽缸无摩擦接触且气密性良好。重力加速度为g。
(1)求活塞质量m;
(2)现用外力F缓慢竖直向上拉动活塞,活塞到达汽缸上边缘时,汽缸恰好对地面无压力。求此时所施加外力F的大小。
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如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置,用截面积为S的轻活塞在汽缸内封闭着体积为V0的气体,此时气体密度为.在活塞上加一竖直向下的推力,使活塞缓慢下降到某位置O,此时推力大小F=2P0S.已知封闭气体的摩尔质量为M,大气压强为P0,阿伏伽德罗常数为NA,环境温度不变.求活塞下降到位置O时:
①封闭气体的体积V ;
②封闭气体单位体积内的分子数N.
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如图所示,开口向上竖直放置的内壁光滑导热良好的汽缸,内有质量为m的导热活塞,缸内密封着理想气体。初状态整个装置静止不动,气体的长度为,设外界大气压强为保持不变,温度为,活塞横截面积为S,且,求:
①环境温度保持不变,在活塞A上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于m、活塞重新处于平衡时下降的高度;
②在活塞A上逐渐添加铁砂,当铁砂质量等于m,为保持活塞位置不变,将系统放入加热箱中,重新处于平衡时,缸内理想气体的温度为多少?
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如图所示,用导热性能良好的汽缸和活塞封闭一定质量的理想气体,活塞厚度及其与汽缸缸壁之间的摩擦均不计。现将汽缸放置在光滑水平面上,活塞与水平轻弹簧连接,弹簧另一端固定在竖直墙壁上。已知汽缸的长度为2L、活塞的面积为S,此时封闭气体的压强为p0,活塞到缸口的距离恰为L,大气压强恒为p0。现用外力向左缓慢移动汽缸(该过程中气体温度不变),当汽缸的位移为L时活塞到缸口的距离为。
①求弹簧的劲度系数k;
②若在上述条件下保持汽缸静止,缓慢降低外界温度,使活塞距离缸口仍为L,则此时气体温度与原来温度之比为多大?
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如图(a)所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置。横截面积为S=2×10-3m2、质量为m=4kg、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体,此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm,在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环,气体的温度为300K,大气压强p0=1.0×105Pa。现将气缸竖直放置,如图(b)所示,取g=10m/s2 。求:
(1)活塞与气缸底部之间的距离;
(2)加热到675K时封闭气体的压强。
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如图,一导热性能良好,内壁光滑的气缸水平放置,横截面积为s=210-3m,质量为m=4kg,厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体,此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm,在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环,气体的温度为300K,大气压强P0=1.0105Pa。现将气缸竖直放置,如图b所示,求该情况下(取g=10m/s2)
⑴活塞与气缸底部之间的距离
⑵缓慢对气缸加热,当温度升至多高时活塞与卡环刚好接触?
⑶缓慢对气缸加热,当温度升至多高时活塞队卡环的压力为60N?
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