2019年高考物理总复习(教科版)试题：选修3-3 第2课时 固体、液体(2)

V100 ①

V200=V0 ②

=③

由①②③式和题给数据得T2=320 K.④

(2)活塞b升至顶部后,由于继续缓慢加热,活塞a开始向上移动,直至活塞上升的距离是汽缸高度的,活塞a上方的氧气经历等温过程.设氧气初态体积为V1′,压强为p1′,末态体积为V2′,压强为p2′.由题给数据和玻意耳定律有

V1′0,p1′=p0,V2′0 ⑤

p1′V1′=p2′V2′⑥

由⑤⑥式得p2′0.

答案:(1)320 K (2)0

13.如图所示,导热性能极好的汽缸,高为L=1.0 m,开口向上固定在水平面上,汽缸中有横截面积为S=100 cm2、质量为m=20 kg的光滑活塞,活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内.当外界温度为t=27 ℃、大气压为p0=1.0×105 Pa时,气柱高度为l=0.80 m,汽缸和活塞的厚度均可忽略不计,取g=10 m/s2,求:

(1)如果气体温度保持不变,将活塞缓慢拉至汽缸顶端,在顶端处,竖直拉力F为多大;

(2)如果仅因为环境温度缓慢升高导致活塞上升,当活塞上升到汽缸顶端时,环境温度为多少摄氏度.

解析:(1)设起始状态汽缸内气体压强为p1,当活塞缓慢拉至汽缸顶端,设汽缸内气体压强为p2,

由玻意耳定律得p1Sl=p2SL

在起始状态对活塞由受力平衡得p1S=mg+p0S

在汽缸顶端对活塞由受力平衡得F+p2S=mg+p0S

联立并代入数据得F=240 N.

(2)

代入数据解得t=102 ℃.

答案:(1)240 N (2)102 ℃