题目内容
17．
如图所示，一个内壁光滑的导热气缸竖直放置，内部封闭一定质量的理想气体，环境温度为27℃，现将一个质量为m=2kg的活塞缓慢放置在气缸口，活塞与气缸紧密接触且不漏气．已知活塞的横截面积为S=4.0×10-4m2，大气压强为P0=1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，气缸高为h=0.3m，忽略活塞及气缸壁的厚度．（i）求活塞静止时气缸内封闭气体的体积．
（ii）现在活塞上放置一个2kg的砝码，再让周围环境温度缓慢升高，要使活塞再次回到气缸顶端，则环境温度应升高到多少摄氏度？
分析 （1）气缸内的气体发生等温变化，列出初末状态参量，根据玻意耳定律列式求解；
（2）先求出放置砝码后封闭气体的压强，缓慢升温过程中，气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律即可求解；
解答 解：（i）气缸内的封闭气体等温变化．将活塞放置在气缸口时，封闭气体的压强为：p1=1.0×105Pa，体积为：V1=Sh=1.2×10-4m3
活塞静止时，气缸内封闭气体的压强为：p2=p0+$\frac{mg}{S}$=$1.0×1{0}_{\;}^{5}+\frac{2×10}{4.0×1{0}_{\;}^{-4}}$=1.5×105Pa
根据玻意耳定律有：p1V1=p2V2
解得：V2=$\frac{{p}_{1}^{\;}{V}_{1}^{\;}}{{p}_{2}^{\;}}$=$\frac{1.0×1{0}_{\;}^{5}×1.2×1{0}_{\;}^{-4}}{1.5×1{0}_{\;}^{5}}$=8×10-5m3
（ii）放置砝码后，活塞再次静止时，封闭气体的压强为：
p'2=p0+$\frac{（M+m）g}{S}$=$1.0×1{0}_{\;}^{5}+\frac{（2+2）×10}{4.0×1{0}_{\;}^{-4}}$=2.0×105Pa
环境温度缓慢升高，活塞再次回到气缸顶端时，根据查理定律有：$\frac{{p}_{1}^{\;}}{{T}_{1}^{\;}}=\frac{{p}_{2}^{′}}{{T}_{2}^{\;}}$
解得：T2=$\frac{{p}_{2}^{′}{T}_{1}^{\;}}{{p}_{1}^{\;}}$=$\frac{2.0×1{0}_{\;}^{5}×（273+27）}{1.0×1{0}_{\;}^{5}}$=600 K
故此时环境温度为：t=（600-273）℃=327℃
答：（i）活塞静止时气缸内封闭气体的体积为$8×1{0}_{\;}^{-5}{m}_{\;}^{3}$
（ii）现在活塞上放置一个2kg的砝码，再让周围环境温度缓慢升高，要使活塞再次回到气缸顶端，则环境温度应升高到327摄氏度
点评 本题考察气体实验定律，关键是根据题目暗含条件分析出为何种变化过程，然后确定好初末状态量，选择合适的气体实验定律列式求解即可．
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案
| A． | 悬浮在空中不动 | B． | 速度逐渐减小 | ||
| C． | 保持一定速度向下做匀速直线运动 | D． | 以上各种可能都有 |
如图所示，两束单色光a、b从水面下射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是（ ）| A． | 用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 | |
| B． | 用a、b光分别做单缝衍射实验时它们的衍射条纹宽度都是均匀的 | |
| C． | 在水中a光的速度比b光的速度大 | |
| D． | 在水中a光的临界角大于b光的临界角 |
| A． | 电路中每通过1C电荷量，该铅蓄电池把2J的电能转变为化学能 | |
| B． | 电动势公式E=$\frac{W}{q}$中的W指的是电场力做的功 | |
| C． | 该铅蓄电池在1s内将2J的化学能转化为电能 | |
| D． | 该铅蓄电池将化学能转化为电能的本领比一节干电池（电动势为1.5V）的大 |
如图所示，在足够大的光滑水平面上放有质量相等的物块A和B，其中A物块连接一个轻弹簧并处于静止状态，B物块以速度vo向着A物块运动．当物块与弹簧作用时，两物块在同一条直线上运动．则在A、B与弹簧相互作用的过程中，两物块A和B的v-t图象正确的是（ ）
发射地球同步卫星时，先将卫星发射至距地面高度为h1的近地轨道上，在卫星经过A点时点火，实施变轨，进入远地点为B的椭圆轨道上，然后在B点再次点火，将卫星送入同步轨道，如图所示，已知同步卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g．
| A． | 该质点在t=0时速度为零 | |
| B． | 该质点在t=1 s时的速度大小为2 m/s | |
| C． | 该质点在t=0到t=2 s时间内的位移大小为6 m | |
| D． | 该质点的加速度大小为2 m/s2 |