综合题10.0分
物理

如图所示,圆柱形汽缸倒置在水平粗糙地面上,汽缸内被活塞封闭有一定质量的空气.汽缸质量为M=10kg,缸壁厚度不计,活塞质量m=5.0kg,其圆面积S=50cm2,与缸壁摩擦不计.在缸内气体温度为27℃时,活塞刚好与地面接触并对地面恰好无压力.

18.现设法使缸内气体温度升高,问当缸内气体温度升高到多少摄氏度时,汽缸对地面恰好无压力?(大气压强p0=105 Pa,g取10m/s2

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

127℃

解析

T1=300 K①

时活塞对地面无压力对活塞:P1S+mg=P0S

即:

当温度升为T2时气缸对地面无压力,对气缸:P2S=P0S+Mg

即:

对缸内气体:等容变化,由查理定律得:

①②③④联立求解得:T2=400K   即:t2=127℃

答:当缸内气体温度升高到127摄氏度时,汽缸对地面恰好无压力.

考查方向

本题考查了理想气体的状态方程知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与热力学第一定律等知识点交汇命题。

解题思路

抓住题目中的突破口“当缸内气体温度为270C时,活塞刚好与地面相接触,但对地面无压力”,以活塞为研究对象,受力分析,利用平衡即可求出此时封闭气体的压强;

现使缸内气体温度升高,当气缸恰对地面无压力时,以气缸为研究对象,可求出升温后封闭气体的压强,然后一封闭气体为研究对象,等容变化,利用查理定律就可求出气体温度.

易错点

求解被封闭气体压强时,关键找出状态参量。