【題目】一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在汽缸內(nèi)，如圖所示水平放置．活塞的質(zhì)量m=20 kg，橫截面積S=100cm2 ， 活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動(dòng)但不漏氣，開始使汽缸水平放置，活塞與汽缸底的距離L1=12cm，離汽缸口的距離L2=4cm．外界氣溫為27℃，大氣壓強(qiáng)為1.0×105 Pa，將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置，待穩(wěn)定后對缸內(nèi)氣體逐漸加熱，使活塞上表面剛好與汽缸口相平，已知g=10 m/s2 ， 求：
①此時(shí)氣體的溫度為多少；
②在對缸內(nèi)氣體加熱的過程中，氣體膨脹對外做功，同時(shí)吸收Q=390J的熱量，則氣體增加的內(nèi)能△U多大．

【答案】解：①當(dāng)氣缸水平放置時(shí)，p0=1.0×105Pa，V0=L1S=12S，T0=273+27=300K，

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，

由平衡條件得：p1S=p0S+mg，

解得：p1=p0+ =1.2×105Pa，

此時(shí)氣體的體積：V1=（L1+L2）S=16S，

設(shè)此時(shí)溫度為T1，由理想氣體狀態(tài)方程得： =

解得：T1= =480K；

②設(shè)當(dāng)氣缸口向上至未加熱穩(wěn)定時(shí)，距氣缸底部的高度為L，由玻意耳定律得：p0L1S=p1LS，

解得：L=10cm，

加熱后氣體做等壓變化，此過程做功為：W=﹣p1（L1+L2﹣L）S=﹣72J

又因?yàn)槲誕=390J的熱量

所以根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知：△U=Q+W=（390﹣72）J=318J；

答：①此時(shí)氣體的溫度為480K；

②氣體增加的內(nèi)能△U為318J．


【解析】（1）以活塞為研究對象，進(jìn)行受力分析根據(jù)平衡條件和理想氣體狀態(tài)方程，列式求解。
（2）加熱后氣體做等壓變化，結(jié)合熱力學(xué)第一定律列式求解即可。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，回旋加速器D形盒的半徑為R，用來加速質(zhì)量為m，電量為q的質(zhì)子，質(zhì)子每次經(jīng)過電場區(qū)時(shí)，都恰好在電壓為U時(shí)并被加速，且電場可視為勻強(qiáng)電場，使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后，由A孔射出．下列說法正確的是（ ）

A.D形盒半徑R、磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子的能量E將越大
B.磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U不變，D形盒半徑R越大、質(zhì)子的能量E將越大
C.D形盒半徑R，磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子的在加速器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將越長
D.D形盒半徑R，磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，若加速電壓U越高，質(zhì)子的在加速器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間將越短

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】空間虛線上方存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；一群電子以不同速率v從邊界上的P點(diǎn)以相同的方向射入磁場．其中某一速率v0的電子從Q點(diǎn)射出，如圖所示．已知電子入射方向與邊界夾角為θ，則由以上條件可判斷（　　）

A.該勻強(qiáng)磁場的方向是垂直紙面向里
B.所有電子在磁場中的軌跡相同
C.速率大于v0的電子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間長
D.所有電子的速度方向都改變了2θ

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，MN和PQ是電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌，其間距為L，導(dǎo)軌彎曲部分光滑，平直部分粗糙，右端接一個(gè)阻值為R的定值電阻．平直部分導(dǎo)軌左邊區(qū)域有寬度為d、方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場．質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬棒從高為h處靜止釋放，到達(dá)磁場右邊界處恰好停止．已知金屬棒與平直部分導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為u，金屬棒與導(dǎo)軌間接觸良好．則金屬棒穿過磁場區(qū)域的過程中（ ）

A.流過金屬棒的最大電流為
B.通過金屬棒的電荷量為
C.克服安培力所做的功為mgh
D.金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為 mg（h﹣μd）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在測定某一均勻細(xì)圓柱體材料的電阻率實(shí)驗(yàn)中．

（1）如圖1所示，用游標(biāo)卡尺測其長度為cm；圖2用螺旋測微器測其直徑為mm．
（2）其電阻約為6Ω．為了較為準(zhǔn)確地測量其電阻，現(xiàn)用伏安法測其電阻．實(shí)驗(yàn)室除提供了電池E（電動(dòng)勢為3V，內(nèi)阻約為0.3Ω）、開關(guān)S，導(dǎo)線若干，還備有下列實(shí)驗(yàn)器材：
A．電壓表V1（量程3V，內(nèi)阻約為2kΩ）
B．電壓表V2（量程15V，內(nèi)阻約為15kΩ）
C．電流表A1 （量程3A，內(nèi)阻約為0.2Ω）
D．電流表A2 （量程0.6A，內(nèi)阻約為1Ω）
E．滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω，0.6A）
F．滑動(dòng)變阻器R2 （0～2000Ω，0.1A）
①為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)器材有 （選填“A、B、C、D…”等序號） ．
②為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選用圖3中（選填“a”或“b”）為該實(shí)驗(yàn)的電路原理圖，其測
量值比真實(shí)值（選填“偏大”或“偏小”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某轉(zhuǎn)筆高手能讓筆繞其上的某一點(diǎn)O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列有關(guān)該同學(xué)轉(zhuǎn)筆中涉及到的物理知識(shí)的敘述正確的是（ ）

A.筆桿上的點(diǎn)離O點(diǎn)越近的，做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度越大
B.筆桿上的各點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由重力提供的
C.若該同學(xué)使用水筆，筆尖上的小鋼珠有可能因快速的轉(zhuǎn)動(dòng)被甩走
D.若該同學(xué)使用的是金屬筆桿，且考慮地磁場的影響，則筆桿一定會(huì)受到安培力的作用

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【題目】如圖所示，足夠長的U形導(dǎo)體框架的寬度l=0.5m，電阻忽略不計(jì)，其所在平面與水平面成θ=37°角，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場方向垂直于導(dǎo)體框平面，一根質(zhì)量m=0.2kg，有效電阻R=2Ω的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在U形框架上，導(dǎo)體棒與框架間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，導(dǎo)體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)，通過導(dǎo)體棒截面的電量共為Q=2C．求：

（1）導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度；
（2）導(dǎo)體棒從開始下滑到剛開始勻速運(yùn)動(dòng)這一過程中，導(dǎo)體棒的電阻產(chǎn)生的焦耳熱．（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，g=10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖．關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電，下列表述正確的是（ ）

A. 增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損耗

B. 高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗的

C. 在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損耗越小

D. 高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直角三棱鏡的∠A=60°，一束單色光線從BC邊射入，從AB射出，光線射入BC邊時(shí)，入射角為45°．光線射出AB邊時(shí)，與AB邊垂直．則：（計(jì)算結(jié)果可以用根式表示）
①該玻璃棱鏡的折射率為多大？
②玻璃棱鏡臨界角多大？若光速為c，則光在棱鏡中的速度為多大？

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