题目内容
【题目】为了更方便监控高温锅炉外壁的温度变化,在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸,汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口向上,用质量为m=1 kg的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞横截面积为S=1 cm2。当汽缸内温度为300 K时,活塞与汽缸底间距为L,活塞上部距活塞L处有一用轻质绳悬挂的重物M。当绳上拉力为零时,警报器报警。已知室外空气压强p0=1.0×105 Pa,活塞与器壁之间摩擦可忽略。求:
(1)当活塞刚刚碰到重物时,锅炉外壁温度为多少?
(2)若锅炉外壁的安全温度为900K,那么重物的质量应是多少?
【答案】(ⅰ) 600 K (ⅱ) 1kg
【解析】
(1)活塞上升过程为等压变化,根据盖吕萨克定律列式可求解当活塞刚刚碰到重物时,锅炉外壁温度;(2)活塞碰到重物后到绳的拉力为零是等容过程,对活塞受力分析,结合查理定律列式求解重物的质量.
(ⅰ)活塞上升过程为等压变化,则
V1=LS
V2=2LS
得T2=600 K
(ⅱ)活塞碰到重物后到绳的拉力为零是等容过程,设重物质量为M,则
p2S=p0S+mg
p3S=p0S+(m+M)g
可得M=1kg
【题目】某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻。
A.待测电压表(量程3V,内阻约几千欧)
B.电流表(量程0.6A,内阻约0.1Ω)
C.电池组(电动势约3V,内阻可忽略)
D.滑动变阻器R0
E.变阻箱R(0﹣9999Ω)
F.开关和导线若干
(1)图甲是某同学设计的电路,大家讨论后一致认为此电路不可行,你认为原因是_____;
A.R0阻值较小
B.电流表存在内阻
C.电压表无法准确读数
D.电流表无法准确读数
(2)同学们改用图乙电路进行测量,设电阻箱的阻值R,电压表的示数为U,为了根据图象能求得电压表的内阻,应该作_____图线(选“﹣R”、填“U﹣R”、U﹣);
(3)请根据你选择的坐标轴和下表的数据,在图丙中标上合适的标度作出相应图线__;
R/kΩ | 0.6 | 1.5 | 2 | 3 | 4 | 5 |
U/V | 2.5 | 2 | 1.8 | 1.5 | 1.3 | 1.13 |
/kΩ﹣1 | 1.67 | 0.67 | 0.5 | 0.33 | 0.25 | 0.20 |
/V﹣1 | 0.40 | 0.50 | 0.56 | 0.67 | 0.78 | 0.88 |
(4)根据你所画出的图线,求出电源的电动势E=_____V,电压表内阻Rv=_____kΩ(保留两位有效数字)。