[题目]一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中.用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体.活塞的面积为1.5×10-3m2.如图所示.开始时气体的体积为3.0×10-3m3.现缓慢地在活塞上倒上一定质量的细沙.最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的三分之一.设大气压强为1.0×105Pa.重力加速度g取10m/s2.求:( 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞的面积为1.5×10-3m2，如图所示，开始时气体的体积为3.0×10-3m3，现缓慢地在活塞上倒上一定质量的细沙，最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的三分之一。设大气压强为1.0×105Pa。重力加速度g取10m/s2，求：

（1）最后气缸内气体的压强为多少？

（2）最终倒在活塞上细沙的总质量为多少千克？

（3）在P—V图上画出气缸内气体的状态变化过程（并用箭头标出状态变化的方向）。

【答案】（1）3.0×105pa（2）30kg（3）图线如图；

【解析】

（1）气缸内气体的温度保持不变，根据玻意耳定律

式中，，，

代入数据得：

（2）活塞受力分析如图所示。

根据力的平衡条件：，代入数据可得：

（3）该过程是等温变化，P—V图像是双曲线，由以上数据可画出如图所示的状态变化图线。

图线加箭头

练习册系列答案

【题目】我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，经过一系列过程，在离月球表面高为h处悬停，即相对月球静止。关闭发动机后，探测器自由下落，落到月球表面时的速度大小为v，已知万有引力常量为G，月球半径为R，，忽略月球自转，求：

（1）月球表面的重力加速度；

（2）月球的质量M；

（3）假如你站在月球表面，将某小球水平抛出，你会发现，抛出时的速度越大，小球落回到月球表面的落点就越远。所以，可以设想，如果速度足够大，小球就不再落回月球表面，它将绕月球做半径为R的匀速圆周运动，成为月球的卫星。则这个抛出速度v1至少为多大？

【题目】在一个水平面上建立x轴，在原点O右侧空间有一个匀强电场，电场强度大小E＝6×105N /C，方向与x轴正方向相同，在O处放一个电荷量q＝5×10－8C、质量m＝0.010kg的带负电绝缘物块，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，沿x轴正方向给物块一个初速度v0＝2 m/s，如图所示，(g取10m/s2)求：

(1)物块向右运动的最大距离；

(2)物块最终停止时的位置；

(3)物块在电场中运动过程的机械能增量。

【题目】电磁弹射在电磁炮、航天器、舰载机等需要超高速的领域中有着广泛的应用，图1所示为电磁弹射的示意图。为了研究问题的方便，将其简化为如图2所示的模型（俯视图）。发射轨道被简化为两个固定在水平面上、间距为L且相互平行的金属导轨，整个装置处于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。发射导轨的左端为充电电路，已知电源的电动势为E，电容器的电容为C，子弹载体被简化为一根质量为m、长度也为L的金属导体棒，其电阻为r。金属导体棒，其电阻为r。金属导体棒垂直放置于平行金属导轨上，忽略一切摩擦阻力以及导轨和导线的电阻。

（1）发射前，将开关S接a，先对电容器进行充电。

a．求电容器充电结束时所带的电荷量Q；

b．充电过程中电容器两极板间的电压y随电容器所带电荷量q发生变化。请在图3中画出u-q图像；并借助图像求出稳定后电容器储存的能量E0；

（2）电容器充电结束后，将开关b，电容器通过导体棒放电，导体棒由静止开始运动，导体棒离开轨道时发射结束。电容器所释放的能量不能完全转化为金属导体棒的动能，将导体棒离开轨道时的动能与电容器所释放能量的比值定义为能量转化效率。若某次发射结束时，电容器的电量减小为充电结束时的一半，不计放电电流带来的磁场影响，求这次发射过程中的能量转化效率。