【題目】為了更方便監(jiān)控高溫鍋爐外壁的溫度變化，在鍋爐的外壁上鑲嵌一個(gè)導(dǎo)熱性能良好的汽缸，汽缸內(nèi)氣體溫度可視為與鍋爐外壁溫度相等。汽缸開口向上，用質(zhì)量為m＝1 kg的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞橫截面積為S＝1 cm2。當(dāng)汽缸內(nèi)溫度為300 K時(shí)，活塞與汽缸底間距為L，活塞上部距活塞L處有一用輕質(zhì)繩懸掛的重物M。當(dāng)繩上拉力為零時(shí)，警報(bào)器報(bào)警。已知室外空氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，活塞與器壁之間摩擦可忽略。求：

（1）當(dāng)活塞剛剛碰到重物時(shí)，鍋爐外壁溫度為多少？

（2）若鍋爐外壁的安全溫度為900K，那么重物的質(zhì)量應(yīng)是多少？

【答案】(ⅰ) 600 K (ⅱ) 1kg

【解析】

（1）活塞上升過程為等壓變化，根據(jù)蓋呂薩克定律列式可求解當(dāng)活塞剛剛碰到重物時(shí)，鍋爐外壁溫度；（2）活塞碰到重物后到繩的拉力為零是等容過程，對(duì)活塞受力分析，結(jié)合查理定律列式求解重物的質(zhì)量.

(ⅰ)活塞上升過程為等壓變化，則

V1＝LS

V2＝2LS

得T2＝600 K

(ⅱ)活塞碰到重物后到繩的拉力為零是等容過程，設(shè)重物質(zhì)量為M，則

p2S＝p0S＋mg

p3S＝p0S＋(m＋M)g

可得M＝1kg

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置，裝有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在水平實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，木板上有一滑塊，滑塊右端固定一個(gè)動(dòng)滑輪，鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)通過繞在滑輪上的輕繩相連，放開鉤碼，滑塊在長(zhǎng)木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．

（1）實(shí)驗(yàn)得到一條如圖2所示的紙帶，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1s，由圖中的數(shù)據(jù)可知，滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小是_____m/s2．（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（2）讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，處理紙帶，得到滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a；改變鉤碼個(gè)數(shù)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)．以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為縱坐標(biāo)，以加速度a為橫坐標(biāo)，得到的圖象是縱軸截距為b的一條傾斜直線，如圖3所示．已知滑塊和動(dòng)滑輪的總質(zhì)量為m，重力加速度為g，忽略滑輪與繩之間的摩擦．則滑塊和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=_____．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑絕緣水平面上有三個(gè)孤立的點(diǎn)電荷Q1、Q、Q2，其中Q恰好靜止不動(dòng)，Q1、Q2圍繞Q做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中三個(gè)點(diǎn)電荷始終共線．已知Q1、Q2分別與Q相距r1、r2，不計(jì)點(diǎn)電荷間的萬有引力，下列說法正確的是(　　)

A. Q1、Q2的電荷量之比為

B. Q1、Q2的電荷量之比為

C. Q1、Q2的質(zhì)量之比為

D. Q1、Q2的質(zhì)量之比為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)采用如圖所示的電路測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻．已知干電池的電動(dòng)勢(shì)約為1.5V，內(nèi)阻約為1Ω；電壓表(0～3V,3kΩ)、電流表(0～0.6A,1.0Ω)、滑動(dòng)變阻器有R1(10Ω，2A)和R2(100Ω，0.1A)各一只．

(1)實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(填“R1”或“R2”)．

(2)在下圖方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．

(3)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得多組電壓和電流值，得到如上圖所示的U－I圖線，由圖可較準(zhǔn)確地求出該電源電動(dòng)勢(shì)E＝________V；內(nèi)阻r＝________Ω.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在真空室內(nèi)的P點(diǎn)，能沿平行紙面向各個(gè)方向不斷發(fā)射電荷量為＋q、質(zhì)量為m的粒子(不計(jì)重力)，粒子的速率都相同．ab為P點(diǎn)附近的一條水平直線，P到直線ab的距離PC＝L，Q為直線ab上一點(diǎn)，它與P點(diǎn)相距PQ＝.當(dāng)直線ab以上區(qū)域只存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，水平向左射出的粒子恰到達(dá)Q點(diǎn)；當(dāng)ab以上區(qū)域只存在平行該平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，所有粒子都能到達(dá)ab直線，且它們到達(dá)ab直線時(shí)動(dòng)能都相等，其中水平向左射出的粒子也恰好到達(dá)Q點(diǎn)．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)粒子的發(fā)射速率；

(2)PQ兩點(diǎn)間的電勢(shì)差；

(3)僅有磁場(chǎng)時(shí)，能到達(dá)直線ab的粒子所用最長(zhǎng)時(shí)間和最短時(shí)間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組用如下器材來測(cè)量電壓表的內(nèi)阻。

A．待測(cè)電壓表（量程3V，內(nèi)阻約幾千歐）

B．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）

C．電池組（電動(dòng)勢(shì)約3V，內(nèi)阻可忽略）

D．滑動(dòng)變阻器R0

E．變阻箱R（0﹣9999Ω）

F．開關(guān)和導(dǎo)線若干

（1）圖甲是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電路，大家討論后一致認(rèn)為此電路不可行，你認(rèn)為原因是_____；

A．R0阻值較小

B．電流表存在內(nèi)阻

C．電壓表無法準(zhǔn)確讀數(shù)

D．電流表無法準(zhǔn)確讀數(shù)

（2）同學(xué)們改用圖乙電路進(jìn)行測(cè)量，設(shè)電阻箱的阻值R，電壓表的示數(shù)為U，為了根據(jù)圖象能求得電壓表的內(nèi)阻，應(yīng)該作_____圖線（選“﹣R”、填“U﹣R”、U﹣）；

（3）請(qǐng)根據(jù)你選擇的坐標(biāo)軸和下表的數(shù)據(jù)，在圖丙中標(biāo)上合適的標(biāo)度作出相應(yīng)圖線__；

R/kΩ

0.6

1.5

2

3

4

5

U/V

2.5

2

1.8

1.5

1.3

1.13

/kΩ﹣1

1.67

0.67

0.5

0.33

0.25

0.20

/V﹣1

0.40

0.50

0.56

0.67

0.78

0.88

（4）根據(jù)你所畫出的圖線，求出電源的電動(dòng)勢(shì)E＝_____V，電壓表內(nèi)阻Rv＝_____kΩ（保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的兩個(gè)物體A和B，它們分居圓心兩側(cè)，與圓心距離分別為RA=r，RB=2r，與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ相同，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)，下列說法正確的是(　　)

A. 此時(shí)繩子張力為3μmg

B. 此時(shí)圓盤的角速度為

C. 此時(shí)A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外

D. 此時(shí)燒斷細(xì)線，A仍相對(duì)盤靜止，B將做離心運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律是自然界的基本規(guī)律，請(qǐng)結(jié)合相關(guān)知識(shí)完成下列問題：

（1）如圖所示質(zhì)量為m和M的兩個(gè)物塊放置在光滑水平地面上，M的左側(cè)連著一個(gè)輕彈簧，給m初始速度使其撞向M，在相互作用的過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。若m的初速度大小為v0，求在m通過彈簧和M相互作用過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能；

（2）近期熱播電影“流浪地球”引起了影迷對(duì)天文知識(shí)的關(guān)注，其中一個(gè)名詞“引力彈弓”更是成為人們談?wù)摰臒狳c(diǎn)，其實(shí)“引力彈弓”是指我們發(fā)射的深空探測(cè)器在探索太陽系或太陽系以外的宇宙空間過程中可以借助星球的引力實(shí)現(xiàn)助推加速，從而達(dá)到節(jié)省燃料，延長(zhǎng)探測(cè)器有效工作時(shí)間的目的。例如1977年美國(guó)宇航局發(fā)射的旅行者一號(hào)空間探測(cè)器現(xiàn)已成為第一個(gè)飛出太陽系進(jìn)入星際介質(zhì)的探測(cè)器，它在運(yùn)行的過程中就借助了木星和土星的引力助推作用從而具有了飛出太陽系的動(dòng)能。

如圖所示為一個(gè)最簡(jiǎn)單的“引力彈弓”模型，假設(shè)太陽系內(nèi)一探測(cè)器以大小為V的速度向右飛行，同時(shí)某一行星向左以大小為U的速度運(yùn)動(dòng)（V與U均以太陽為參考系），探測(cè)器在靠近行星的過程中被行星引力吸引改變運(yùn)動(dòng)方向并最終與行星同向運(yùn)動(dòng)并脫離行星。請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)知識(shí)證明此時(shí)探測(cè)器獲得的速度大小為2U+V（證明時(shí)可認(rèn)為探測(cè)器質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于行星質(zhì)量，不考慮其它星體萬有引力的影響）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小明同學(xué)想要設(shè)計(jì)一個(gè)既能測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，又能測(cè)量定值電阻阻值的電路。

他用了以下的實(shí)驗(yàn)器材中的一部分，設(shè)計(jì)出了圖(a)的電路圖：

a．電流表A1(量程0.6A，內(nèi)阻很小)；電流表A2(量程300μA，內(nèi)阻rA=1000Ω)；

b．滑動(dòng)變阻器R(0-20Ω)；

c，兩個(gè)定值電阻R1=1000Ω，R2=9000Ω；

d．待測(cè)電阻Rx；

e．待測(cè)電源E(電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻約為2Ω)

f．開關(guān)和導(dǎo)線若干

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，與電流表A2串聯(lián)的定值電阻為___________(填“R1”或“R2”)

(2)小明先用該電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，將滑動(dòng)變阻器滑片移至最右端，閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，分別記錄電流表A1、A2的讀數(shù)I1、I2，得I1與I2的關(guān)系如圖(b)所示。根據(jù)圖線可得電源電動(dòng)勢(shì)E=___________V；電源內(nèi)阻r=___________Ω，(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(3)小明再用該電路測(cè)量定值電阻Rx的阻值，進(jìn)行了以下操作：

①閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到適當(dāng)阻值，記錄此時(shí)電流表A1示數(shù)Ia，電流表A2示數(shù)Ib；

②斷開開關(guān)S2，保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，記錄此時(shí)電流表A1示數(shù)Ic，電流表A2示數(shù)Id；后斷開S1；

③根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知計(jì)算定值電阻Rx的表達(dá)式為___________。若忽略偶然誤差，則用該方法測(cè)得的阻值與其真實(shí)值相比___________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)

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