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如图,气缸由两个横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的质量分别为=12kg。=8.0kg,横截面积分别为s1=4.0×10-2m2

Sg=2.0×l0-2m2一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间,活塞外侧大气压强Po=1.0×l05Pa

(1)气缸水平放置达到如图1所示的平衡状态,求气体的压强

(2)已知此时气体的体积V1=2.0×10-2m3,现保持温度不变力气缸竖直放置,达到平衡后如图2所示,与图1相比.活塞在气缸内移动的距离J为多少?取重力加速度g=10m/s2

解:

(1)气缸处于图1位置时,设气缸内气体压强为P1,对于活塞和杆,力的平衡条件为

PoSA+P1SB=P1SA+PoSB ①

解得 P1=P0=1.0×105Pa ②

(2)气缸处于图2位置时,设气缸内气体压强为P2,对于活塞和杆,力的平衡条件为

PoSA+P2SB+(mA+mB)g=P2SA+PoSB ③

设V2为气缸处于图2位置时缸内气体的体积,由玻意耳定律可得:P1V1=P2V2

由几何关系可得:V1-V2=l(SA-SB) ③

由以上各式解得:l=9.1×10-2m ⑤

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

“物理3-3”模块(10分)

(1)下列有关热学知识的论述正确的是 (     )

A.教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动,这种运动是布朗运动

B.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量,就可以计算出阿伏伽德罗常数

C.在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大;分子势能不断增大

D.温度是物体分子热运动平均动能的标志

E.两个温度不同的物体相互接触时,热量既能自发地从高温物体传给低温物体,也可以自发地从低温物体传给高温物体

F.熵是物体内分子运动无序程度的量度

(2)实验室内,某同学用导热性能良好的气缸和活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内(活塞与气缸壁之间无摩擦),活塞的质量为m,气缸内部的横截面积为S.用滴管将水缓慢滴注在活塞上,最终水层的高度为h,如图所示.在此过程中,若大气压强恒为p0,室内的温度不变,水的密度为ρ,重力加速度为g,则以下图象中能反映密闭气体状态变化过程的是(     )

 


(3)上题中若初始时,活塞离气缸底部的高度为H,则活塞下降的高度为多少?此过程中气缸内气体吸热还是放热,说明理由。

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