题目内容
15.如图,圆柱形气缸倒置在水平粗糙的地面上,气缸内部有一定质量的空气,气缸质量为10kg,缸壁厚度不计,活塞质量为5kg,其横截面积为50cm2,与缸壁摩擦力不计,在缸内气体温度为27℃时,活塞刚好与地面相接触但无压力,现对气缸传热,使气缸内气体温度上升,求当气缸壁与地面接触处无压力时,缸内气体温度是多少摄氏度?(g取10m/s2,标准大气压强p0取1.0×105Pa)分析 抓住题目中的突破口“当缸内气体温度为270C时,活塞刚好与地面相接触,但对地面无压力”,以活塞为研究对象,受力分析,利用平衡即可求出此时封闭气体的压强;现使缸内气体温度升高,当气缸恰对地面无压力时,以气缸为研究对象,可求出升温后封闭气体的压强,然后一封闭气体为研究对象,等容变化,利用查理定律就可求出气体温度.
解答 解:T1=300 K…①
时活塞对地面无压力对活塞:P1S+mg=P0S
即:P1=P0-$\frac{mg}{S}$=0.9×105pa…②
当温度升为T2时气缸对地面无压力,
对气缸:P2S=P0S+Mg
即:P2=P0+$\frac{Mg}{S}$=1.2×105Pa…③
对缸内气体:等容变化,由查理定律得:$\frac{{p}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{p}_{2}}{{T}_{2}}$…④
①②③④联立求解得:T2=400K 即:t2=127℃
答:当缸内气体温度升高到127摄氏度时,汽缸对地面恰好无压力.
点评 在求解被封闭气体压强时,往往结合力学知识进行求解,注意将力学知识和热学知识的联系,加强所学知识的综合应用.
练习册系列答案
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2.在平直公路上,自行车与同方向行驶的一辆汽车在t=0时同时经过某一个路标,它们的位移s(m)随时间t(s)变化的规律为:汽车为s=10t-0.25t2,自行车为s=6t,则下列说法正确的是( )
A. | 汽车作初速度为10m/s,加速度为0.5m/s2的匀减速直线运动 | |
B. | 自行车作匀速直线运动,3s后的位移为24m | |
C. | 汽车30s后的位移为75m | |
D. | 两车相遇时距离路标96m |
6.部分电路如图所示,三个电压表都相同,R1和R2为两个定值电阻,当这部分电路接通后,电压表2和3的示数分别为4V和10V,由此可判断出( )
A. | R1:R2=2:3 | B. | R1:R2:=3:2 | ||
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3.在平直公路上行驶的a车和b车,其位移-时间图象分别为图中直线a和曲线b,由图可知( )
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B. | 在t1时刻a车与b车速度相同 | |
C. | t1到t2时间内a车的平均速度小于b车 | |
D. | t1到t2时间内有一时刻两车的速度相同 |
10.如图为某电路的-部分,图中右侧部分的电路未画出.已知图示中的电流I和I1分别为3A、2A,定值电阻R1、R2、R3的阻值分别为10Ω、5Ω、30Ω,图中的电流表为理想电表,则下列说法正确的是( )
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B. | 流过定值电阻R3的电流大小为0.5A,方向从下向上 | |
C. | 电流表的示数为0.5A,方向向右 | |
D. | 电流表的示数为1.5A,方向向右 |
4.如图所示,将一直杆固定在地面上,与地面间夹角为θ.一光滑轻环套在杆上,一个大小和质量都不计的滑轮用轻绳OP悬挂在天花板上,用另一轻绳跨过滑轮系在轻环上,用手拉住轻绳另一端并使OP恰好在竖直方向,现水平向右缓慢拉绳至轻环重新静止,此时QP段轻绳与天花板之间所夹的锐角为( )
A. | 90°-θ | B. | 45°-$\frac{θ}{2}$ | C. | 45°+$\frac{θ}{2}$ | D. | θ |