如图所示是一个容器的截面图,它由A、B两部分构成,两部分都是圆筒形,高度都是h,底面积=2S,SB=S,容器上端开口,下端有一小孔C与外界相通,B的正中有一个厚

如图所示是一个容器的截面图,它由A、B两部分构成,两部分都是圆筒形,高度都是h,底面积=2S,SB=S,容器上端开口,下端有一小孔C与外界相通,B的正中有一个厚

题型:不详难度:来源:
如图所示是一个容器的截面图,它由A、B两部分构成,两部分都是圆筒形,高度都是h,底面积=2S,SB=S,容器上端开口,下端有一小孔C与外界相通,B的正中有一个厚度和质量都可忽略的活塞N,它与器壁有摩擦,最大静摩擦力为f,已知大气压强为p0,当时温度为T0,先把小孔C封住,再在活塞N上放一个砝码,砝码的重力大小等于f,当容器内气体的温度缓慢变化时,活塞有可能缓慢移动,为保证活塞在移动过程中不离开B筒,筒内气体温度最低和最高值各是多大?

答案

0.8T0                 ,
解析

温度最低时,活塞位于B的最下端,此时活塞受到的摩擦力方向向上,由于活塞重力与摩擦力平衡,筒内气体压强仍为p0

解出
温度最高时,活塞位于B的最上端,此时活塞受到的摩擦力方向向下,列出活塞受力平衡方程

举一反三


如图所示,均匀薄壁U形管,左管上端封闭,右管开口且足够长,管的横截面积为S,内装密度为ρ的液体.右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上,卡口与左管上端等高,活塞与管壁间无摩擦且不漏气.温度为时,左、右管内液面高度相等,两管内空气柱长度均为l,压强均为大气压强.现使两边温度同时逐渐升高,求:
(1)温度升高到多少时,右管活塞开始离开卡口上升?
(2)温度升高到多少时,左管内液面下降h?
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如图所示,一个直立的气缸由截面积不同的两个圆筒联接而成,活塞A、B用一根长为2L的不可伸长的细线连接,它们可以在筒内无摩擦地上、下滑动,它们的截面积分别为=20=10,A、B之间封住一定质量的理想气体,A的上方与B的下方均与大气相通,大气压始终保持为Pa.

(1)当气缸内气体温度为600K,压强为1.2×Pa时,A、B活塞的平衡位置如图,已知B活塞质量m=1kg,求活塞A的质量(g取10m/).
(2)当气缸内气体温度由600k缓慢降低时,活塞A、B之间保持距离不变,并一起向下缓慢移动(可认为两活塞仍处在平衡状态),直到A移动到两圆筒连接处.若此后温度继续下降,直到活塞A和B之间的距离小于2L时为止,试分析在降温的整个过程中,气缸内的气体压强变化的情况,并求出在这一过程中气缸内的气体的最低温度。
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如图所示,一个圆筒形气缸平放在水平面上,A、B为两个可以无摩擦滑动的活塞,B活塞质量为m,A活塞的质量及厚度都可不计。B活塞用一根轻弹簧与气缸底相连,a、b为气缸侧壁上的两个小孔,与外界相通,两小孔及两活塞静止时的位置如左图所示。先用一根细管(细管容积不计)把a、b两孔连通,然后把气缸直立起来,并在A活塞上压一个质量也是m的砝码C,则B活塞下,A活塞下降了,恰好挡住a孔,如右图所示。现在A活塞上再加一个与C相同的砝码D ,求A、B两活塞最后静止时的位置。(设温度始终保持不变)

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如图所示,粗细均匀,两端开口的U形管竖直放置,管的内径很小,水平部分BC长14cm.一空气柱将水银柱分割成左右两段.大气压相当于76cm水银柱的压强.

(1)当空气柱温度为=274L,长为=8cm时,BC管内左边水银柱长2cm,则右边水银柱总长是多少?
(2)当空气柱温度升高到多少时,左边的水银柱恰好全部进入竖直管AB内?
(3)当空气柱的温度为490K时两竖直管内水银柱上表面高度各为多少?
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如图,A、B是两个汽缸,分别通过阀门a和b与压强为P0的大气相通,两个汽缸的横截面积之比SA∶SB=1∶10,中间的活塞D可无摩擦地左右滑动。区域C始终与大气相通。先关闭阀门a,再通过阀门b给气缸B充气至压强为PB=10P0,然后关闭b。①活塞D处于平衡状态时,汽缸A中气体压强PA多大?(设温度保持不变)②如果整个系统都升高到相同的温度,活塞将向哪个方向移动?为什么?

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