[题目]如图所示.导热缸体质量M=10kg.气缸内轻质活塞被一劲度系数k=100N/cm的轻弹簧竖直悬挂于天花板上.轻质活塞封闭一定质量的理想气体.环境温度为T1=300K时.被封气柱长度cm.缸口离天花板高度h=1cm.已知活塞与缸壁间无摩擦.活塞横截面积S=1×10-2m2.大气压强p0=1.0×105Pa且保持不变.重力加速度g=10m/s2.求:①� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】如图所示，导热缸体质量M=10kg，气缸内轻质活塞被一劲度系数k=100N/cm的轻弹簧竖直悬挂于天花板上。轻质活塞封闭一定质量的理想气体（气体重力不计），环境温度为T1=300K时，被封气柱长度cm，缸口离天花板高度h=1cm，已知活塞与缸壁间无摩擦，活塞横截面积S=1×10-2m2，大气压强p0=1.0×105Pa且保持不变，重力加速度g=10m/s2.求：

①环境温度降到多少时缸口恰好接触天花板；

②温度降到多少时天花板对缸体的压力等于缸体重力（缸口与天花板接触点不完全密闭）。

【答案】①290K；②248.9K。

【解析】

①在环境温度下降到缸口恰好接触天花板的过程中，气体压强不变，弹簧的长度不变，由盖-吕萨克定律有：

解得

T2=290K

②初态整体受力平衡，设弹簧伸长量为x1，则有

kx1=Mg

解得

x1=1cm

天花板对缸体的压力等于缸体的重力时

FN=Mg

FN+Mg=kx2

x2=2cm

△x=x1-x2

初态缸体平衡，有

p1S+Mg=p0S

末态缸体平衡，有

根据理想气体状态方程：

解得

T3=248.9K

练习册系列答案

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开关一个，导线若干。

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(3)在如图内所示的方框中画出实验电路图，注意在图中标明所用器材的代号______。

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