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题目
题型:不详难度:来源:
如图所示,在水平面上放置着一个密闭绝热的容器,容器内部有一个一定质量的活塞,活塞的上部封闭着理想气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部,另一端固定在活塞上,弹簧被压缩后用绳扎紧,此时弹簧的弹性势能为Ep(弹簧处于自然长度时弹性势能为零),现在绳突然断开,则下列说法中正确的是(  )
A.由于能量的转化与守恒,活塞将不停地振动起来
B.容器内气体的温度将趋于一个定值
C.活塞最终会停留在比原来较高的位置上
D.活塞最终会停下来,Ep全部转化为其它能量

答案
由于开始弹簧处于压缩状态,弹簧中储存了一定的弹性势能,在绳子断开后活塞由于受到弹力大于活塞的重力故活塞向上运动,到达最高点后再向下运动,如此反复;在此过程中弹簧的部分弹性势能转化为气体的内能,活塞与弹簧的机械能不断减小,最终活塞将静止,当活塞最后静止时弹簧的弹力等于物体的重力即弹簧仍处于压缩状态.弹簧的弹性势能部分转化为气体内能,最终气体温度趋于定值;在活塞运动过程中对活塞做功的有重力,弹簧的弹力和空气的阻力.当弹簧最后静止时弹簧仍处于压缩状态,但弹簧的形变量减小故弹簧储存的弹性势能减小;由于活塞的高度增大,故活塞的重力势能增大,在活塞运动的过程中空气的阻力始终做负功,产生内能,故减少的弹性势能一部分转化为重力势能,一部分转化为空气的内能.故AD错误,BC正确.
故选BC.
核心考点
试题【如图所示,在水平面上放置着一个密闭绝热的容器,容器内部有一个一定质量的活塞,活塞的上部封闭着理想气体,下部为真空,活塞与器壁的摩擦忽略不计,置于真空中的轻弹簧的】;主要考察你对气体的状态方程等知识点的理解。[详细]
举一反三
(A类题)一圆柱形气缸,质量M为10kg,总长度L为40cm,内有一厚度不计的活塞,质量m为5kg,截面积S为50cm2,活塞与气缸壁间摩擦不计,但不漏气,当外界大气压强p0为1×105Pa,温度t0为7℃时,如果用绳子系住活塞将气缸悬挂起来,如图所示,气缸内气体柱的高L1为35cm,(g取10m/s2)求:
(1)此时气缸内气体的压强;
(2)当温度升高到多少摄氏度时,活塞与气缸将分离.
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如图所示,竖直放置的气缸幵口向下,重为G1的活塞a和重为G2的活塞b,将长为L的气室分成体积比为1:2的A,B两部分,温度是127°C,系统处于平衡状态.当温度缓慢地降到27°C时系统达到新的平衡,求活塞a、b移动的距离.不计活塞a的厚度及活塞与气缸间的摩擦.
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今有一质量为M的气缸,用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体,当气缸水平横放时,空气柱长为L0(如图甲所示),若将气缸按如图乙悬挂保持静止时,求气柱长度为多少.已知大气压强为p0,活塞的横截面积为S,它与气缸之间无摩擦且不漏气,且气体温度保持不变.
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如图所示,粗细均匀的U形管竖直放置,左端封闭,右端开口,左端用水银封闭着长L=10cm的理想气体,当温度为27℃时,两管水银面的高度差△h=2cm.设外界大气压为1.0×105Pa(即75cmHg).为了使左、右两管中的水银面相平,求:
(ⅰ)若对封闭气体缓慢加热,温度需升高到多少℃?
(ⅱ)若温度保持27℃不变,需从右管的开口端再缓慢注入多少高度的水银柱?
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如图所示,由两段粗细不同的圆筒组成的容器竖直固定,粗圆筒横截面积是细圆筒的4倍,粗圆筒中有A、B两活塞,其间封闭一定质量的理想气体,被封气柱长L=20cm.活塞A上方储有水银,水银柱高H=10cm,且上端恰好与两圆筒结合处相平.现缓慢向上推动活塞B,使活塞A向上移动5cm后保持静止,不计活塞与筒壁之间的摩擦.(设在整个过程中气体的温度不变,大气压强P0=75cmHg)求:
(i)再次静止后,被封气体的压强;
(ii)活塞B向上移动的距离.
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