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.
高二物理解答题中等难度题
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
高二物理多选题困难题查看答案及解析
如图所示,地面上放置有一内壁光滑的圆柱形导热气缸,气缸的横截面积s=2.5×10-3m2.气缸内部有一质量和厚度均可忽略的活塞,活塞上固定一个力传感器,传感器通过一根竖直细杆与天花板固定好.气缸内密封有温度t1=27℃的理想气体,此时力传感器的读数恰好为0.若外界大气压强P0=1.2×105Pa保持不变,当力传感器的读数F=300N时,求密封气体温度.
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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,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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如图所示的圆柱形气缸固定于水平面上,缸内用活塞密封一定质量的理想气体,已知气缸的横截面积为S,活塞重为G,大气压强为将活塞固定,使气缸内气体温度升高,气体吸收的热量为;如果让活塞可以缓慢自由滑动活塞与气缸间无摩擦、不漏气,且不计气体的重力,也使气缸内气体温度升高,其吸收的热量为.
(1)简要说明和哪个大些?
(2)求气缸内气体温度升高时活塞向上移动的高度h.
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如图所示,足够长的圆柱形气缸竖直放置,其横截面积为S=1×10-3 m2,气缸内有质量m=2 kg的活塞,活塞与气缸壁封闭良好,不计摩擦。开始时活塞被销子K固定于如图位置,离缸底L1=12 cm,此时气缸内被封闭气体的压强为p1=1.5×105 Pa,温度为T1=300 K。外界大气压为p0=1.0×105 Pa,g=10 m/s2。
(1)现对密闭气体加热,当温度升到T2=400 K,其压强p2多大?
(2)若在此时拔去销子K,活塞开始向上运动,当它最后静止在某一位置时,气缸内气体的温度降为T3=360 K,则这时活塞离缸底的距离L3为多少?
(3)保持气体温度为360 K不变,让气缸和活塞一起在竖直方向做匀变速直线运动,为使活塞能停留在离缸底L4=16 cm处,则求气缸和活塞应做匀加速直线运动的加速度a大小及方向。
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(12分)如图11所示,圆柱形绝热气缸(设其足够长)固定于水平面上,缸内用绝热活塞密封一定质量的理想气体,已知活塞与气缸壁的接触是光滑的,活塞的横截面积是S,大气压强为P0,电源和电热丝构成回路,可以对气体缓慢加热,开始时,电路未接通,系统处于平衡状态,封闭气体的温度为T1,现用两种方法使气缸内气体温度均由T1缓慢升高到T2,第一次先将活塞固定,接通电路后电热丝产生的热量为Q1;第二次活塞不固定,可以缓慢自由移动,接通电路后电热丝产生的热量为Q2,
(1)通过计算说明Q1和Q2哪个大些?
(2)求第二种情况下气缸内气体温度由T1升高到T2的过程中,活塞移动的距离?
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如图所示,一竖直放置的圆柱形绝热气缸,通过质量为m,横截面积为S的绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.初始时,气体的温度为T0,活塞与容器底部相距h.现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时活塞下降了h,已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦(题中各物理量单位均为国际单位制单位).求:
(1)此时缸内气体的温度;
(2)缸内气体的压强;
(3)加热过程中缸内气体内能的增加量.
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