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一横截面积为S的气缸水平放置,固定不动,两个活塞A和B将气缸分隔为1、2两气室,...

一横截面积为S的气缸水平放置,固定不动,两个活塞A和B将气缸分隔为1、2两气室,温度均为27℃,达到平衡时1、2两气室长度分别为30cm和20cm,如图所示.在保持两气室温度不变的条件下,缓慢推动活塞A,使之向右移动5cm,不计活塞与气缸壁之间的摩擦,大气压强为1.0×105Pa.求:
(1)活塞B向右移动的距离与气室2中气体的压强.
(2)若将活塞A用销子固定,保持气室1的温度不变,要使气室2中气体的体积恢复原来的大小,则应将气室2气温度升高为多少℃?

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1、由题,温度保持不变,封闭在气缸中的气体发生等温变化,根据玻意耳定律,分别对气室1和气室2列方程,由这两方程可解得活塞B向右移动的距离与气室2中气体的压强; 2、对气室2内气体运用查理定律=.对气室1内气体运用玻意耳定律p L1 S=p′(L1-d)S,代入数据计算,可解得T2,再转换成摄氏度即可. 【解析】 (1)因气缸水平放置,又不计活塞的摩擦,故平衡时两气室内的压强必相等,均为P.设在活塞A向右移动d的过程中活塞B向右移动的距离为x,平衡时两气缸内压强均为P,因温度不变,根据玻意耳定律,得 气室1    pL1 S=p(L1-d+x)S------① 气室2    pL2 S=p (L2-x) S-------② 由上面①②两式解得 x==×5cm=2 cm  将  x=2 cm代②式,得    p==1.1×105Pa  (2)活塞A固定,气室2中气体的体积恢复为 L2S 时,温度升高为T2,压强增大为 p′,此过程为等容过程,运用查理定律. =    这时气室1中气体的体积为(L1-d)S,压强增大为 p′,温度仍为27℃,为等温过程,根据玻意耳定律,得 p L1 S=p′(L1-d)S  解方程组得   T2=T1=×300=360 K t2=360 K-273 K=87℃ 答:(1)活塞B向右移动的距离为2cm,气室2中气体的压强为1.1×105Pa. (2)若将活塞A用销子固定,保持气室1的温度不变,要使气室2中气体的体积恢复原来的大小,则应将气室2气温度升高为87℃.
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考点分析:
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在如图所示电路中,电源电动势为ε=6V,内阻不计,小灯L上标有“6V,0.3A”字样,滑动变阻器R1的阻值范围是0-20Ω,电阻R2上标有“15Ω,4A”字样,电流表的量程为0-0.6A.甲、乙两同学在讨论滑动变阻器功率的取值范围时,甲同学认为:由于电流表允许通过的最大电流为0.6A,所以通过R1的最大电流为
I1m=IAm-IL=0.6A-0.3A=0.3A,
这时滑动变阻器R1两端的电压为     
U1m=ε-I1m R2=6V-0.3×15V=1.5V
因此,滑动变阻器的最大功率为P1m=I1m U1m=0.3×1.5W=0.45W.
乙同学不同意甲同学的看法,他认为滑动变阻器的功率决定于通过它的电流和它两端电压的乘积,即P1=I1 U1,电流最大时功率未必最大,只有电流、电压的乘积最大时,功率才最大,如图所示.
你认为甲、乙两位同学中,哪位同学的看法正确,如果你认为甲同学正确,请简述他正确的理由;如果你认为乙同学正确,请求出滑动变阻器R1的最大功率P1m

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(1)取适量的种子,用天平测出其质量,然后将几粒种子装入注射器内;
(2)将注射器和压强传感器相连,然后缓慢推动活塞至某一位置,记录活塞所在位置的刻度V,压强传感器自动记录此时气体的压强p;
(3)重复上述步骤,分别记录活塞在其它位置的刻度V和记录相应的气体的压强p(见下表);
(4)根据记录的数据,作l/p-V图线,并推算出种子的密度.
实验次数123456
V(ml)22.020.018.016.014.012.0
p(×105Pa)1.0001.1381.3381.5671.9312.512
manfen5.com 满分网(×10-6 Pa-1108.797.476.385.183.98
(5)根据表中数据,在图中画出该实验的l/p-V关系图线.
(6)根据图线,可求得种子的总体积约为     ml (即cm3).
(7)如果测得这些种子的质量为7.86×10-3 kg,则种子的密度为    kg/m3
(8)如果在上述实验过程中,操作过程中用手握住注射器,使注射器内气体的温度升高,那么,所测种子的密度值    (选填“偏大”、“偏小”或“不变”).
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(1)试推导出估算r的表达式______(设电源两端电压保持恒定).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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