题目内容

如图(1)所示，圆柱形气缸的上部有小挡板，可以阻止活塞滑离气缸，气缸内部的高度为d，质量不计的薄活塞将一定质量的气体封闭在气缸内．开始时活塞离底部高度为，温度为t1＝27℃，外界大气压强为p0＝1.0×l05 Pa，现对气体缓缓加热．求：

(1)气体温度升高到t2＝127℃时，活塞离底部的高度；

(2)气体温度升高到t3＝387℃时，缸内气体的压强；

(3)在图(2)中画出气体从27℃升高到387℃过程的压强和温度的关系图线．

答案：
解析：

　　(1)假设气体温度达到tc时，活塞恰好移动到挡板处，气体做等压变化，设气缸横截面积为S，由盖·吕萨克定律得到：，即(1分)

　　解出tc＝＝177℃(1分)

　　因为t2小于tc，所以温度升高到127℃前，气体做等压变化，设活塞离底部的高度为h，

　　由盖·吕萨克定律得到：，即(1分)

　　解出h＝(1分)

　　(2)当气体温度高于tc后，活塞受到挡板的阻碍，气体体积不再发生变化，(1分)

　　由查理定律得到：，即，(1分)

　　解得(1分)

　　(3)三个状态的描点正确(t1＝27℃，p1＝1×105 Pa；tc＝177℃，pc＝1×105 Pa；t3＝387℃，p3＝1.467×105 Pa)(1分)

　　两段均为直线(未用直尺画的不得分)(1分)

　　标明过程(没有箭号不得分)(1分)


练习册系列答案
相关题目
[物理-选修3-4]

（1）如图1所示，在xOy平面内有一列沿x轴传播的简谐横波，频率为2.5HZ．在t=0时，P点位于平衡位置，且速度方向向下，Q点位于平衡位置下方的最大位移处．则在t=0.35s时，P、Q两质点
BD
BD

A．位移大小相等，方向相同
B．速度大小相等，方向相同
C．速度大小相等，方向相反
D．加速度大小相等，方向相反
（2）两束平行的细激光束，垂直于半圆柱玻璃的平面射到半圆柱玻璃上，如图2所示．已知其中一条光线沿直线穿过玻璃，它的入射点是O；另一条光线的入射点为A，穿过玻璃后两条光线交于P点．已知玻璃截面的圆半径为R，OA=
R
2
，OP=
3
R．求玻璃材料的折射率．
【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答，若三题都做，则按A、B两题评分．
A．（选修模块3-3）
（1）如图1所示，一定质量的理想气体分别在温度T1和T2情形下做等温变化的p-V图象，则下列关于T1和T2大小的说法，正确的是
A
A
．

A．T1大于T2B．T1小于T2
C．T1等于T2D．无法比较
（2）如图2甲所示，将封有一定质量空气的密闭塑料袋从海拔500m、气温为18℃的山脚下带到海拔3200m、气温为10℃的山顶上，情形如图乙所示．图
甲
甲
（选填“甲”或“乙”）中袋中气体分子平均动能大．从甲图到乙图过程中，袋内气体减小的内能
大于
大于
（选填“大于”、“等于”或“小于”）气体放出的热量．
（3）如图3所示，IBM的科学家在铜表面将48个铁原子排成圆圈，形成半径为7.13nm的“原子围栏”，相邻铁原子间有间隙．估算原子平均间隙的大小．结果保留一位有效数字．已知铁的密度7.8×103kg/m3，摩尔质量是5.6×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1．
B．（选修模块3-4）
（1）列车静止时，车厢长度与沿轨道方向排列的相邻电线杆间距离相等．当列车以接近光速行驶，车上的乘客观测车厢长度与相邻电线杆间距离，所得出的结论是
A
A
．
A．车厢长度大于相邻电线杆间距离
B．车厢长度小于相邻电线杆间距离
C．向前观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离
D．向后观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离
（2）湖面上停着一条船，一个人观测到每隔5s有一个波峰经过这条船，相邻波峰间的距离是60m．这列波的频率是
0.2
0.2
Hz，水波的波速是
12
12
m/s．
（3）如图所示，在一厚度为d的门中安放一长度与门厚度相同的玻璃圆柱体，其直径为l．玻璃圆柱体的折射率为
2
，且l=2d．求从右侧中心点P通过玻璃圆柱体能看到门外的角度范围．

C．（选修模块3-5）
（1）原子核的比结合能与核子数的关系如图1所示．核子组合成原子核时
B
B
．
 A．小质量数的原子核质量亏损最大
B．中等质量数的原子核质量亏损最大
C．大质量数的原子核质量亏损最大
D．不同质量数的原子核质量亏损相同
（2）在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，则碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向
相反
相反
（选填“相反”或“相同”），碳核的动量
大于
大于
（选填“大于”、“等于”或“小于”） 碰后中子的动量．
（3）氢原子的能级如图2所示．原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．普朗克常量h=6.63×10-34J?s，结果保留两位有效数字．
[3-4]

（1）如图1所示为两列分别沿绳传播的（虚线表示甲波，实线表示乙波）简谐横波在某时刻的波形图，则下列说法正确的是
AC
AC
．
A．这两列波可以发生干涉现象，x=0.1m处的质点振动是始终减弱的
B．这两列波可以发生干涉现象，x=0.2m处的质点振动是始终减弱的
C．甲波的速度大小v1等于乙波的速度大小v2
D．由图示时刻开始，再经甲波周期的1/4，M将位于波峰
（2）半径为R的玻璃半圆柱体，横截面如图2所示，圆心为O．两条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直，光线1的入射点A为圆柱面的顶点，光线2的入射点为B，∠AOB=60°．已知该玻璃对红光的折射率n=
3
．
①求两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d．
②若入射的是单色蓝光，则两条光线经柱面和底面折射后的交点与O点的距离d’距离将比上面求得的结果大还是小，请定性说明？
如图1所示，用细线悬挂着包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒；蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动．烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号．如图2所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离依次为d1=26.0mm、d2=50.0mm、d3=74.0mm、d4=98.0mm、d5=122.0mm、d6=146.0mm，由此来验证机械能守恒定律．已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样．根据以上内容回答下列问题：

（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔T=
0.05
0.05
s
（2）根据图2所给的数据可知：毛笔画下记号“3”时，圆柱棒下落的速度v3的计算公式为
v3=
d2+d3
2T
v3=
d2+d3
2T
（用字母表示），其大小v3=
1.24
1.24
m/s；在毛笔画下记号“3”到“6”的这段时间内，棒的动能增加量为
2.82
2.82
J，重力势能减小量为
2.94
2.94
J，由此可得出的结论是
圆柱棒下落过程中机械能守恒
圆柱棒下落过程中机械能守恒
（当地重力加速度g为9.8m/s2，结果保留三位有效数字）
精英家教网某种小发电机的内部结构平面图如图1所示，永久磁体的内侧为半圆柱面形状，它与共轴的圆柱形铁芯间的缝隙中存在辐向分布、大小近似均匀的磁场，磁感应强度B=0.5T．磁极间的缺口很小，可忽略．如图2所示，单匝矩形导线框abcd绕在铁芯上构成转子，ab=cd=0.4m，bc=0.2m．铁芯的轴线OO′在线框所在平面内，线框可随铁芯绕轴线转动．将线框的两个端点M、N接入图中装置A，在线框转动的过程中，装置A能使端点M始终与P相连，而端点N始终与Q相连．现使转子以ω=200π rad/s角速度匀速转动．在图1中看，转动方向是顺时针的，设线框经过图1位置时t=0．（取π=3）
（1）求t=
1400
s时刻线框产生的感应电动势；
（2）在图3给出的坐标平面内，画出P、Q两点电势差UPQ随时间变化的关系图线（要求标出横、纵坐标标度，至少画出一个周期）；
（3）如图4所示为竖直放置的两块平行金属板X、Y，两板间距d=0.17m．将电压UPQ加在两板上，P与X相连，Q与Y相连．将一个质量m=2.4×10-12kg，电量q=+1.7×10-10C的带电粒子，在t0=6.00×10-3s时刻，从紧临X板处无初速释放．求粒子从X板运动到Y板经历的时间．（不计粒子重力）

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