题目内容
17．
某同学在研究“一定质量气体体积不变时压强和温度关系”实验中，将气缸开口向上竖直放置在水平桌面上，将力传感器和活塞一起固定，测量活塞作用在传感器上沿竖直方向的力，如图A所示．活塞的横截面积为S=15cm2，大气压强p0=1.0×105Pa，气缸质量M=0.75kg．当缸内气体温度t1=27℃时，力传感器示数恰好为零，升高气体的温度，根据测得数据作了如图B所示的F-T图，忽略摩擦，取g=10m/s2．（1）t1温度时气体压强为多少Pa；
（2）该同学又从t1开始降低温度直至t2=-10℃进行实验，且操作无误，试在图B中作出t1至t2温度区间内的F-T图线，并在坐标轴上注明必要数据．
分析 （1）直线的斜率为K=$\frac{156}{273+27}$=-0.52N/K，当缸内气体温度t1=27℃时，力传感器示数恰好为零，满足mg+P0S=PS；
（2）把温度转化为热力学温度，根据气体状态方程计算画图．
解答 解：（1）当缸内气体温度T=0 K时，力传感器示数恰好为156 N，
以活塞为研究的对象有：
mg+p0S=156 N，得mg=6 N
当缸内气体温度t1=27℃时，力传感器示数恰好为零，满足mg+p0S=pS，
故t1温度时气体压强为p=$\frac{6+1{0}^{5}×15×1{0}^{-4}}{15×1{0}^{-4}}$=1.04×105Pa．
（2）要使气体温度由t1变为t2，可以先做等容变化再做等压变化．在做等容的过程中，温度下降，压强变小，气缸将被拉起，当气缸刚好离开桌面时，设此时气体的压强为p′，
有Mg+p′S=p0S，
解得p′=9.5×104Pa
由$\frac{P}{{T}_{1}}=\frac{P′}{{T}_{2}}$，得T2=274 K．接着做等压变化，压力不变，一直降到263 K即可．
图象如下图所示． 
答：（1）t1温度时气体压强为1.04×105Pa；
（2）t1至t2温度区间内的F-T图线如图所示．
点评 本题考查了理想气体状态方程的应用，解题的关键在于对活塞受力分析，注意温度要用热力学温度，难度适中．
练习册系列答案
阅读快车系列答案
相关题目
14．
如图所示，a、b是一对分别接直流电源两极的平行金属板，板间存在匀强电场E，右端连一正中间开有小孔d的挡板．现置于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，从两板左侧中点c处射入一束正离子（不计重力），它们都沿直线运动并从d孔射出后分成3束．则（ ）
如图所示，a、b是一对分别接直流电源两极的平行金属板，板间存在匀强电场E，右端连一正中间开有小孔d的挡板．现置于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，从两板左侧中点c处射入一束正离子（不计重力），它们都沿直线运动并从d孔射出后分成3束．则（ ）| A． | 这三束正离子的速度一定不相同 | B． | 这三束正离子的质量一定不相同 | ||
| C． | 这三束正离子的电荷量一定不相同 | D． | 这三束正离子的荷质比一定不相同 |
8．
如图所示，质量为m的木块放在质量为M的长木板上，木块和木板均处于静止状态．当木块受到水平向右的拉力F作用时能在木板上向右加速运动，而长木板仍处于静止状态．若木块与木板间的动摩擦因数用μ1表示，木板与水平地面间的动縻擦因数用μ2表示，则采取下列哪些措施后有可能使木块和木板都能运动起来？（ ）
如图所示，质量为m的木块放在质量为M的长木板上，木块和木板均处于静止状态．当木块受到水平向右的拉力F作用时能在木板上向右加速运动，而长木板仍处于静止状态．若木块与木板间的动摩擦因数用μ1表示，木板与水平地面间的动縻擦因数用μ2表示，则采取下列哪些措施后有可能使木块和木板都能运动起来？（ ）| A． | 若μ1=μ2，可增大拉力F | |
| B． | 若μ1≤μ2，可将拉力F从m上移到M上 | |
| C． | 若μ1=μ2，可在m上加一个竖直向下的压力 | |
| D． | 若μ1＞μ2，可在m上加一个竖直向下的压力 |
5．
将重为50N的物体放在某直升电梯的地板上．该电梯在经过某一楼层地面前后运动过程中，物体受到电梯地板的支持力随时间变化的图象如图所示．由此可以判断：（ ）
将重为50N的物体放在某直升电梯的地板上．该电梯在经过某一楼层地面前后运动过程中，物体受到电梯地板的支持力随时间变化的图象如图所示．由此可以判断：（ ）| A． | t=1s时刻电梯的加速度方向竖直向上 | |
| B． | t=6s时刻电梯的加速度为零 | |
| C． | t=8s时刻电梯处于失重状态 | |
| D． | t=11s时刻电梯的加速度方向竖直向下 |
12．
三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m，且与水平方向的夹角均为37°，现有两小物块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数均为0.5，下列说法正确的是（ ）
三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m，且与水平方向的夹角均为37°，现有两小物块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数均为0.5，下列说法正确的是（ ）| A． | 下滑相同距离内物块A、B机械能的变化一定不相同 | |
| B． | 下滑相同时间内物块A、B机械能的变化一定相同 | |
| C． | 物块A、B到达传送带底端时速度大小相等 | |
| D． | 物块A、B在传送带上的划痕长度之比为1：3 |
（1）用单摆测定重力加速度的实验中，除了铁架台、秒表外，还有如下器材供选用，请把应选用的器材填在横线上BDE （填字母）．
7．
如图所示，竖立在水平面上的轻弹簧，下端固定，将一个金属球放在弹簧顶端（球与弹簧不连接），用力向下压球，使弹簧被压缩，并用细线把小球和地面栓牢（图甲）．烧断细线后，发现球被弹起且脱离弹簧后还能继续向上运动（图乙）．那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中，（不计空气阻力）下列说法正确的是（ ）
如图所示，竖立在水平面上的轻弹簧，下端固定，将一个金属球放在弹簧顶端（球与弹簧不连接），用力向下压球，使弹簧被压缩，并用细线把小球和地面栓牢（图甲）．烧断细线后，发现球被弹起且脱离弹簧后还能继续向上运动（图乙）．那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中，（不计空气阻力）下列说法正确的是（ ）| A． | 弹簧、小球所构的系统机械能守恒 | B． | 球刚脱离弹簧时动能最大 | ||
| C． | 球所受合力的最大值等于重力 | D． | 小球所受合外力为零时速度最小 |