高二物理解答题中等难度题
(12分)如图所示,一导热性能良好的容器水平放置,两端是直径不同的两个圆筒,里面各有一个活塞,其横截面积分别为和,质量分别是,。它们之间用一质量不计的轻质细杆相连。两活塞可在筒内无摩擦滑动,但不漏气。在气温是-23℃时,用销子M把B拴住,并把阀门K打开,使容器和大气相通,随后关闭K,此时两活塞间气体体积是300cm3,当气温升到T时把销子M拔去。若刚拔去销子M时两活塞的加速度大小为l.2m/s2(设大气压强为l.0×105Pa不变,容器内气体温度始终和外界气温相同。)
(1)分析说明刚拔去销子M时两活塞的加速度的方向。
(2)求温度T为多少?
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如图所示,两端开口的一导热性能良好的容器水平放置,两端是直径不同的两个圆筒,里面各有一个活塞,其横截面积分别为SA=10cm2和SB=10cm2,质量分别为MA=6kg、M=4kg。它们之间用一质量不计的轻质细杆相连,两活塞可在桶内无摩擦滑动,但不漏气。在气温为-23°时,用销子把B锁住,并把阀门k打开,使容器和大气相通,随后关闭阀门k,此时两活塞间气体的体积为300m3,当气温升到T时把销子拔去。若刚拔去销子时两活塞的加速度大小为1.2m/s2,方向水平向左,求温度T为多少?(设大气压强为1.0105Pa不变,容器内气体温度始终和外界气温相同)
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如图,有一个在水平面上固定放置的气缸,由a、b、c三个粗细不同的同轴绝热圆筒组成,a、b、c的横截面积分别为2S、S和3S。已知大气压强为,两绝热活塞A和B用一个长为4l的不可伸长的细线相连,两活塞之间密封有温度为的空气,开始时,两活塞静止在图示位置,现对气体加热,使其温度缓慢上升,两活塞缓慢移动,忽略两活塞与圆筒之间的摩擦。求:
(1)加热前被封气体的压强和细线中的拉力;
(2)气体温度上升到多少时,其中一活塞恰好移动到其所在圆筒与b圆筒连接处;
(3)气体温度上到时,封闭气体的压强。
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如图,气缸由两个截面不同的圆筒连接而成,活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起,可无摩擦移动,A、B的质量分别,,横截面积分别为,,一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间,活塞外侧与大气相通,大气。
(1)气缸水平放置达到如图甲所示的平衡状态,求气体的压强。
(2)已知此时气体的体积。现保持温度不变,将气缸竖直放置,达到平衡后如图2所示。与图甲相比,活塞在气缸内移动的距离L为多少?(取重力加速度)
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如图所示,导热性能良好的汽缸放置在水平平台上,活塞位于气缸中间,活塞质量为10 kg,横截面积为50 cm2,厚度不计.当环境温度为27 ℃时,活塞封闭的气柱长10 cm.若将汽缸倒过来放置,活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通.g取10 m/s2,不计活塞与汽缸之间的摩擦,大气压强为p0=1×105 Pa.
①将汽缸倒过来放置并稳定后,求此时气柱的长度
②将汽缸倒过来放置后,逐渐升高气缸周围温度,要让活塞缓慢移至最底端,求温度至少升到多少摄氏度。
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如图在天花板上固定两个光滑的定滑轮,将一导热性能良好的圆筒放在水平地面上,圆筒的半径为R,现用一半径也为R的质量为m1的活塞封闭了一定质量的气体,然后用一质量不计的轻绳跨过两光滑的定滑轮与质量为m2的钩码和活塞相连接。经测量外界的环境温度为T,活塞距离圆筒底部的间距为l0,假设忽略一切摩擦,活塞与圆筒的封闭良好,封闭的气体可视为理想气体,重力加速度取g。求:
(1)当环境的温度缓慢地降为T/2,待装置平衡时活塞离圆筒底的高度h′应为多大?
(2)如果保持降低后的温度T/2,在右侧再加质量为△m的钩码,待再次平衡时,活塞距离圆筒底部的距离为l0,求外界大气压强p0应为多大?
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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(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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