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  • 如图2所示，在水平放置，内壁光滑，面积不等的气缸里，活塞A的面积SA=10cm2，活塞B的面积SB=20cm2|，两活塞用质量不计的细绳连接，活塞A还通过细绳、定滑轮与重物C相连，在缸内气温t1=227℃，压强p1=1.1×105Pa时，两活塞保持静止，此时两活塞离开气缸接缝处距离都是L=10cm，大气压强p0=1.0×105Pa保持不变，试求：①重物C的质量M；②当活塞A、B间细绳拉力为零时，气缸内气体的温度；③若温度由t1缓慢下降到-23℃，试在图1上画出气缸内气体状态的变化的图线．试题及答案-解答题-云返教育

      • 试题详情

      如图2所示，在水平放置，内壁光滑，面积不等的气缸里，活塞A的面积SA=10cm2，活塞B的面积SB=20cm2|，两活塞用质量不计的细绳连接，活塞A还通过细绳、定滑轮与重物C相连，在缸内气温t1=227℃，压强
      p      1=1.1×105Pa时，两活塞保持静止，此时两活塞离开气缸接缝处距离都是L=10cm，大气压强p0=1.0×105Pa保持不变，试求：
      ①重物C的质量M；
      ②当活塞A、B间细绳拉力为零时，气缸内气体的温度；
      ③若温度由t      1缓慢下降到-23℃，试在图1上画出气缸内气体状态的变化的图线．

      试题解答

      见解析
      解：①对两活塞整体研究，根据平衡条件得：
      Mg+p      1SA+p0SB=p0SA+p1SB；
      得，p      1=p0+
      Mg
      SB-SA

      代人数据解得：M=1kg
      ②当活塞A、B间细绳拉力为零时，气体的压强为：
      p      2=p0-
      Mg
      SA
      =1.0×105Pa-
      10
      10-3
      Pa=0.9×105Pa
      根据理想气体状态方程得：
      p1V1
      T1
      =
      p2V2
      T2
      ，
      代入得
      1.1×105×300
      273+227
      =
      0.9×105×200
      273+t2

      解得：t      2=-0.3°C
      ③封闭气体先作等压变化，体积减小，活塞一起左移，直到B被卡住，
      根据
      V1
      T1
      =
      V3
      T3
      得
      300
      273+227
      =
      200
      273+t
      ，
      解得：t=60.3°C
      再体积不变，压强减小，到A被推动，
      则得：
      p1
      T3
      =
      p2
      T4

      代入得
      1.1×105
      273+60.3
      =
      0.9×105
      273+t′

      解得：t′=-0.3°C
      再等压体积减小，则有：
      V4
      T4
      =
      V
      T5

      代入得
      200
      273-0.3
      =
      V
      273-23

      解得：V=183.3cm      3．
      答：①重物C的质量M为1kg；②当活塞A、B间细绳拉力为零时，气缸内气体的温度为-0.3°C；③若温度由t      1缓慢下降到-23℃，图1上画出气缸内气体状态的变化的图线见上．
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      选修3-3鲁科版解答题高中物理

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