【題目】（10分）如圖1所示水平放置的氣缸內(nèi)被活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣體的溫度為17 ℃，活塞與氣缸底的距離L1=12 cm，離氣缸口的距離L2=3 cm，將氣缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置，待穩(wěn)定后對(duì)缸內(nèi)氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與氣缸口相平為止如圖2所示。已知g=10 m/s2，大氣壓強(qiáng)為1.0×105 Pa，活塞的橫截面積S=100 cm2，質(zhì)量m=20 kg，活塞可沿氣缸壁無摩擦滑動(dòng)但不漏氣，求：

（i）活塞上表面剛好與氣缸口相平時(shí)氣體的溫度為多少？

（ii）在對(duì)氣缸內(nèi)氣體逐漸加熱的過程中，氣體吸收340 J的熱量，則氣體增加的內(nèi)能多大？

【答案】見解析

【解析】（i）當(dāng)氣缸水平放置時(shí)，p0=1.0×105 Pa

V0=L1S，T0=（273＋17） K

當(dāng)氣缸口朝上，活塞到達(dá)氣缸口時(shí)，活塞的受力分析圖如圖所示，有

p1S=p0S＋mg（1分）

則p1=p0＋=1.0×105 Pa＋ Pa=1.2×105 Pa（1分）

V1=（L1＋L2）S（1分）

由理想氣體狀態(tài)方程得=（1分）

則T1==K=435 K（1分）

（ii）當(dāng)氣缸口向上，未加熱穩(wěn)定時(shí)：由玻意耳定律得

p0L1S=p1LS（1分）

則L== cm=10 cm（1分）

加熱后，氣體做等壓變化，外界對(duì)氣體做功為

W=－p0（L1＋L2－L）S－mg（L1＋L2－L）=－60 J（2分）

根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU=W＋Q得ΔU=280 J（1分）

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（16分）邊長(zhǎng)為3L的正方形區(qū)域分成相等的三部分，左右兩側(cè)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，中間區(qū)域?yàn)閯驈?qiáng)電場(chǎng)，如圖所示。左側(cè)磁場(chǎng)垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，右側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，方向垂直紙面向里，中間區(qū)域電場(chǎng)方向與正方形區(qū)域的上下邊界平行。一質(zhì)量為m、電荷量為＋q的帶電粒子從平行金屬板的正極板開始由靜止被加速，加速電壓為U，加速后粒子從a點(diǎn)進(jìn)入左側(cè)磁場(chǎng)且與左邊界的角度θ＝30°，又從距正方形上下邊界等間距的b點(diǎn)沿與電場(chǎng)平行的方向進(jìn)入電場(chǎng)，不計(jì)粒子的重力。求：

（1）粒子經(jīng)過平行金屬板加速后的速度大小v；

（2）左側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B1；

（3）若B2＝，電場(chǎng)強(qiáng)度E的取值在什么范圍內(nèi)時(shí)粒子能從右側(cè)磁場(chǎng)的上邊緣cd間離開？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩波源S1、S2在水槽中形成的波形如圖4所示，其中實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，則(　　)

A. 在兩波相遇的區(qū)域中會(huì)發(fā)生干涉

B. 在兩波相遇的區(qū)域中不會(huì)發(fā)生干涉

C. P點(diǎn)的振動(dòng)始終加強(qiáng)

D. P點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù)為n1=2 000，副線圈匝數(shù)為n2=500，將原線圈接在u=220sin120πt（V）的交流電壓上，定值電阻的阻值為20 Ω，滑動(dòng)變阻器的總阻值為35 Ω。下列說法中正確的是

A．副線圈輸出電壓的頻率為50 Hz

B．副線圈的電壓的有效值為30 V

C．滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，電阻R兩端的電壓變小

D．滑片P滑到最左端時(shí)，變壓器的輸入功率為55 W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一通電直掉線在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.1 T勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，通電直導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直，導(dǎo)線長(zhǎng)度為0.1 m，導(dǎo)線中電流為1 A. 該導(dǎo)線所受安培力的大小為：

A. 0.01 N B. 0.02 N C. 0.03 N D. 0.04 N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（9分）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定金屬絲電阻率：

（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑d，讀數(shù)如圖1所示，則直徑d= mm；

（2）為了精確的測(cè)出金屬絲的電阻，需用歐姆表對(duì)額定電流約0.5 A的金屬絲的電阻Rx粗測(cè)，下圖是分別用歐姆擋的“×1擋”（圖2）和“×10擋”（圖3）測(cè)量時(shí)表針?biāo)傅奈恢�，則測(cè)該段金屬絲應(yīng)選擇 擋（填“×1”或“×10”），該段金屬絲的阻值約為 Ω。

（3）除待測(cè)金屬絲Rx、螺旋測(cè)微器外，實(shí)驗(yàn)室還提供如下器材，若滑動(dòng)變阻器采用限流接法，為使測(cè)量盡量精確，電流表應(yīng)選 （填“A1”或“A2”）、電源應(yīng)選 （填“E1”或“E2”）。

電壓表V（量程3 V，內(nèi)阻約3 kΩ）

滑動(dòng)變阻器R（最大阻值約10 Ω）

電流表A1（量程3 A，內(nèi)阻約0.05 Ω）

電流表A2（量程0.6 A，內(nèi)阻約0.2 Ω）

電源E1（電動(dòng)勢(shì)9 V，內(nèi)阻不計(jì)）

電源E2（電動(dòng)勢(shì)4.5 V，內(nèi)阻不計(jì)）

毫米刻度尺、開關(guān)S、導(dǎo)線

（4）若滑動(dòng)變阻器采用限流接法，在下面方框內(nèi)完成電路原理圖（圖中務(wù)必標(biāo)出選用的電流表和電源的符號(hào)）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列共點(diǎn)力作用在物體上，可以使物體保持平衡的是（ ）

A. 2N，3N，5N B. 3N，4N，10N

C. 10N，10N，10N D. 2N，3N，7N

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，用細(xì)線懸掛著包有白紙的質(zhì)量為的圓柱棒；蘸有顏料的毛筆固定在電動(dòng)機(jī)的飛輪上，并隨之在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒面的紙上畫出記號(hào)，如圖乙所示。設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動(dòng)，測(cè)得記號(hào)之間的距離依次為、、、、、，由此來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，已知電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“”的字樣，根據(jù)以上內(nèi)容回到下列問題：

（1）毛筆畫相鄰兩條線的時(shí)間間隔_______ ；

（2）根據(jù)圖乙所給的數(shù)據(jù)可知：毛筆畫下記號(hào)“3”時(shí)，圓柱棒下落的速度為，其大小______；在毛筆畫下記號(hào)“3”到“6”的這段時(shí)間內(nèi)，棒的動(dòng)能增加量為____ ，重力勢(shì)能減小量為____ ，由此可得出的結(jié)論是圓柱棒下落過程中機(jī)械能守恒（當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭為，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系內(nèi)，x軸水平、y軸豎直向下。計(jì)時(shí)開始時(shí)，位于原點(diǎn)處的沙漏由靜止出發(fā)，以加速度a沿x軸勻加速度運(yùn)動(dòng)，此過程中沙從沙漏中漏出，每隔相等的時(shí)間漏出相同質(zhì)量的沙。已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力以及沙相對(duì)沙漏的初速度。

（1）求t0時(shí)刻漏出的沙在t（t> t0）時(shí)刻的位置坐標(biāo)；

（2）t時(shí)刻空中的沙排成一條曲線，求該曲線方程。

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