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两端封闭的气缸,有一可以无摩擦滑动的活塞,面积为S,气缸的质量为m,活塞(包括细的提杆)的质量也为m。活塞上下两部分均为理想气体,当对提杆不施加压力和拉力时,活塞恰好静止于气缸的中间,如图所示,此时气缸上方气体的压强为P0。若保持温度不变, 以力F向上提细杆,使气缸、活塞以同一加速度a竖直向上做匀加速运动,这时活塞上下两部分气体体积的比为1∶2。求加速度a和拉力F的大小?

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解析:

静止时,气缸上方气体压强为,上下缸体积均为V/2。

当两者都以a向上运动时,按玻-马定律

对活塞 F-mg-(p′0-p′1)S=ma……④

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

A.(选修3-3模块)
(1)以下说法中正确的是
 

A.被活塞封闭在空缸中的一定质量的理想气体,若体积不变,压强增大,则气缸在单位面积上,单位时间内受到的分子碰撞次数增加
B.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
C.分子间距增大,分子势能就一定增大
D.用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,这是分子间存在吸引力的宏观表现
(2)如图所示,气缸内封闭一定质量的某种理想气体,活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡,已知活塞距缸口0.2m,活塞面积10cm2,大气压强1.0×105Pa,物重50N,活塞质量及一切摩擦不计,缓慢升高环境温度,使活塞刚好升到缸口,封闭气体吸收了60J的热量,则封闭气体的压强将
 
(选填“增加”、“减小”或“不变”),气体内能变化量为
 
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(3)一滴体积为V的油酸,配制成体积比为1:k的油酸溶液(k>1),现取一滴体积仍为V的油酸溶液在滴在水面上,在水面上形成面积为S的单分子油膜,已知油酸的密度为ρ,摩尔质量为M.请据此推算阿伏伽德罗常数的表达式.
B.(选修3-4模块
(1)下列说法中正确的有
 

A.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的
B.水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振光片可以使像更清晰
D.声源向静止的观察者运动,观察者接收到的频率小于声源的频率
(2)如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=1m/s,则0.5m处质点在1s时的位移为
 
cm,x=1m处的质点做简谐运动的表达式y=
 
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(3)直角玻璃三棱镜的截面如图所示,一条光线从AB面入射,ab为其折射光线,图中a=60°.已知这种玻璃的折射率n=
2
试求:
①ab光线在AC面上有无折射光线?(要有论证过程)
②ab光线经AC面反射后,再经BC面折射后的光线与BC面的夹角.
C.(选修模块3-5)
(1)下列说法正确的是
 

A.康普顿效应进一步证实了光的波动特性
B.为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量的量子化
C.经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征
D.天然放射性元素的半衰期与环境的温度有关
(2)
234
90
Th
是不稳定的,能自发地发生衰变.
①完成
234
90
Th
衰变反应方程
234
90
Th
234
91
Pa
 

234
90
Th
衰变为
222
86
Rn
,共经过
 
次a衰变,
 
次β衰变.
(3)氢原子的能级如图所示,有一群处于n=4能级的氢原子.如果原子n=2向n=1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应,则:
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①这群氢原子发出的光谱中共有几条谱线能使该金属产生光电效应?
②从能级n=4向n=1发出的光照射该金属材料,所产生的光电子的最大初动能为多少?

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科目:高中物理 来源:2011年江苏省南京市高考物理调研试卷(解析版) 题型:解答题

A.(选修3-3模块)
(1)以下说法中正确的是______
A.被活塞封闭在空缸中的一定质量的理想气体,若体积不变,压强增大,则气缸在单位面积上,单位时间内受到的分子碰撞次数增加
B.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
C.分子间距增大,分子势能就一定增大
D.用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,这是分子间存在吸引力的宏观表现
(2)如图所示,气缸内封闭一定质量的某种理想气体,活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡,已知活塞距缸口0.2m,活塞面积10cm2,大气压强1.0×105Pa,物重50N,活塞质量及一切摩擦不计,缓慢升高环境温度,使活塞刚好升到缸口,封闭气体吸收了60J的热量,则封闭气体的压强将______(选填“增加”、“减小”或“不变”),气体内能变化量为______J.
(3)一滴体积为V的油酸,配制成体积比为1:k的油酸溶液(k>1),现取一滴体积仍为V的油酸溶液在滴在水面上,在水面上形成面积为S的单分子油膜,已知油酸的密度为ρ,摩尔质量为M.请据此推算阿伏伽德罗常数的表达式.
B.(选修3-4模块
(1)下列说法中正确的有______
A.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的
B.水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振光片可以使像更清晰
D.声源向静止的观察者运动,观察者接收到的频率小于声源的频率
(2)如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=1m/s,则0.5m处质点在1s时的位移为______cm,x=1m处的质点做简谐运动的表达式y=______cm.
(3)直角玻璃三棱镜的截面如图所示,一条光线从AB面入射,ab为其折射光线,图中a=60°.已知这种玻璃的折射率n=试求:
①ab光线在AC面上有无折射光线?(要有论证过程)
②ab光线经AC面反射后,再经BC面折射后的光线与BC面的夹角.
C.(选修模块3-5)
(1)下列说法正确的是______
A.康普顿效应进一步证实了光的波动特性
B.为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量的量子化
C.经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征
D.天然放射性元素的半衰期与环境的温度有关
(2)是不稳定的,能自发地发生衰变.
①完成衰变反应方程______.
衰变为,共经过______次a衰变,______次β衰变.
(3)氢原子的能级如图所示,有一群处于n=4能级的氢原子.如果原子n=2向n=1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应,则:

①这群氢原子发出的光谱中共有几条谱线能使该金属产生光电效应?
②从能级n=4向n=1发出的光照射该金属材料,所产生的光电子的最大初动能为多少?

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