高三物理解答题中等难度题
如图所示,一个开口向上的圆筒气缸直立于地面上,距缸底2L处固定一个中心开孔的隔板a,在小孔处装有一个能向下开启的单向阀门b,只有当上部压强大于下部压强时,阀门才开启。c为一质量与摩擦均不计的活塞,开始时隔板a以下封闭气体压强为1.2p0(p0为大气压强)隔板以上由活塞c封闭的气体压强为p0,活塞c与隔板距离为L。现对活塞c施加一个竖直向下缓慢增大的力F,设气体温度保持不变,已知F增大到F0时,可产生向下的压强为0.2p0,活塞与隔板厚度均可不计,求:
①当力缓慢增大到F0时,活塞c到隔板a的距离是多少?
②当力缓慢增大到4F0时,缸内各部分气体压强是多少?
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(10分)如图所示,一个开口向上的圆筒气缸直立于地面上,距缸底2L处固定一个中心开孔的隔板a,在小孔处装有一个能向下开启的单向阀门b,只有当上部压强大于下部压强时,阀门才开启.C为一质量与摩擦均不计的活塞,开始时隔板以下封闭气体压强为1.2p0 (p0为大气压强);隔板以上由活塞c封闭的气体压强为p0,活塞C与隔板距离为L.现对活塞c施加一个竖直向下缓慢增大的力F0设气体温度保持不变,已知F增大到F0时,可产生向下的压强为0.2p0,活塞与隔板厚度均可不计,(上下是相同的理想气体)求:
①当力缓慢增大到2F0时,活塞c距缸底高度是多少?
②当力缓慢增大到4F0时,缸内各部分气体压强是多少?
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(2)如图所示,一个开口向右的圆筒气缸固定于地面上,距缸底2L处固定一个中心开孔的隔板a,在小孔处装有一个能向左开启的单向阀门b,C是一截面积为S的活塞。开始时隔板左侧封闭的理想气体压强为1.5P0;隔板右侧封闭了另一部分同种理想气体,刚开始活塞c与隔板距离为L。现对活塞c施加一水平向左的力F,其大小由0缓慢增大到F0时,b恰好打开。已知外界气压为P0,气体温度保持不变活塞与隔板厚度均不计,活塞与气缸、阀门与隔板间的摩擦也不计。求
(i)F0的大小
(ii)当力F缓慢增大到1.2F0时,活塞c距缸底距离;
(iii)当力F缓慢增大到2F0时,缸内气体压强。
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如图,一竖直圆筒形气缸内高为H,上端封闭,下端开口,由活塞封闭一定质量的理想气体,轻弹簧的上端与活塞连接,下端固定于水平地面,活塞与气缸壁无摩擦且气密性良好,整个装置处于静止状态时,活塞距气缸上底高为。已知活塞横截面积为S,气缸自重为G,气缸壁及活塞厚度可不计,大气的压强始终为p0。求:
①闭气体的压强;
②若对气缸施一竖直向上的拉力使其缓慢上升,至气缸下端口刚好与活塞平齐时(密闭气体无泄漏且气体温度始终不变),拉力的大小F。
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如图所示,封闭有一定质量理想气体的气缸开口向下竖直固定放置,活塞的横截面积为S、质量为m,活塞通过轻绳连接了一个质量为m的重物。若开始时气缸内理想气体的温度为T,重物和地面之间刚好无挤压作用,外界大气压强为p,一切摩擦均不计且
(i)若使气体体积保持不变,级慢改变气体温度,则轻绳拉力为零时气体的温度为多少;
(i)若缓慢降低气魟内气体的温度,最终使得气缸内气体的体积减半,则最终气体的温度为多少。
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一个质量为M的活塞将一定质量的理想气体封闭在上端开口直立的圆筒形气缸内,活塞上堆放着铁砂,活塞的面积S=Mg/P0.如图所示,最初活塞置在气缸内壁的固定的卡环上,气柱的高度为H0,压强等于大气压强P0。现对气体缓慢加热,当气体的温度升高了ΔT=600K时,活塞及铁砂开始离开卡环而上升,继续加热直到气柱高度为H1=1.2H0 此后,在维持温度不变的条件下逐渐取走铁砂,直到铁砂全部取走时,气柱的高度为H2=1.8H0,求此时气体温度(不计活塞与气缸间的摩擦)。
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