【題目】如圖所示，一圓柱形絕熱汽缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與汽缸底部相距高度為h，此時封閉氣體的溫度為T�，F(xiàn)通過很細電熱絲緩慢加熱氣體，電熱絲產(chǎn)生熱量全部被氣體吸收，電熱絲兩端電壓為U，通過它的電流為I。經(jīng)過時間t時，氣體溫度上升到1.5T。已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，不計活塞與汽缸的摩擦，求：

①加熱后活塞到汽缸底部的距離；

②加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量。

【答案】①h′=1.5h；②△U=UIt-0.5h（p0S+mg）

【解析】

①封閉發(fā)生等壓變化，活塞橫截面積為S，初態(tài)體積V1=hS，溫度T1=T，

末態(tài)體積V2=h′S，溫度T2=1.5T

根據(jù)蓋一呂薩克定律可得

解得加熱后活塞到汽缸底部的距離

h′=1.5h

②根據(jù)受力平衡可得封閉氣體的壓強

升溫過程對外做功

W=-p（h′-h）S

熱力學第一定律

△U=W+Q

又

Q=UIt

聯(lián)立可得

△U=UIt-0.5h（p0S+mg）

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，PQ和MN是固定于傾角為30o斜面內(nèi)的平行光滑金屬軌道，軌道足夠長，其電阻可忽略不計。金屬棒ab、cd放在軌道上，始終與軌道垂直，且接觸良好。金屬棒ab的質(zhì)量為2m、cd的質(zhì)量為m，長度均為L、電阻均為R；兩金屬棒的長度恰好等于軌道的間距，并與軌道形成閉合回路。整個裝置處在垂直斜面向上、磁感應強度為B的勻強磁場中，若鎖定金屬棒ab不動，使金屬棒cd在與其垂直且沿斜面向上的恒力F=2mg作用下，沿軌道向上做勻速運動。重力加速度為g；

（1）試推導論證：金屬棒cd克服安培力做功的功率P安 等于電路獲得的電功率P電；_________

（2）設金屬棒cd做勻速運動中的某時刻t0=0，恒力大小變?yōu)?/span>F′=1.5mg，方向不變，同時解鎖、靜止釋放金屬棒ab，直到t時刻金屬棒ab開始做勻速運動；求：

①t時刻以后金屬棒ab的熱功率Pab _________；

②0～t時刻內(nèi)通過金屬棒ab的電量q ________ ；

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示為某探究小組設計的“用DIS測定動摩擦因數(shù)”的實驗裝置示意圖。一長木板固定在水平桌面上，長木板上表面水平，輕彈簧水平放置在長木板上，其右端固定在長木板的C處，左端連一木塊，木塊上方固定有窄片P，當彈簧處于原長時，木塊在A點處，光電門(未畫出，用以測量窄片的遮光時間)固定在A點。第一次，將木塊向右壓縮彈簧使木塊移到B點處并由靜止釋放，記下木塊通過A處時窄片的遮光時間t1測出木塊的質(zhì)量m1；第二次，在木塊上方增加砝碼后，向右壓縮彈簧使木塊再次移到B點處并由靜止釋放，木塊通過A處記下窄片的遮光時間t2。測出木塊和砝碼的總質(zhì)量m2；如此反復多次實驗。請回答下列問題：(已知重力加速度大小為g)

(1)為了測量木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)，實驗中還需要測量的物理量有_______。

A.窄片的寬度d

B.A、B兩點間的距離x

C.木塊從B點運動到A點的時間t0

D.彈簧的勁度系數(shù)k

(2)在坐標紙上作出窄片遮光時間t的平方的倒數(shù)隨木塊質(zhì)量的倒數(shù)變化的關系圖象，如圖乙所示，根據(jù)圖線，求得木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ =__________，木塊從B點運動到A點的過程，彈簧對木塊做的總功WF =_____________。(用含a、b、g及還需要測量的物理量字母表示)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是（ ）

A.將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解，會改變放射性元素的半衰期

B.核反應方程中的y=206，X的中子個數(shù)為128

C.一群氫原子從n=3的能級向低能級躍遷時，只能輻射出兩種不同頻率的光子

D.由我國自行設計、研制的世界第一套全超導核聚變實驗裝置（又稱“人造太陽”）已完成了首次工程調(diào)試，“人造太陽”的核反應方程式可能為：

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是（ ）

A.在靜穩(wěn)的霧霾天氣中，PM2.5濃度會保持穩(wěn)定，PM2.5在空氣中做布朗運動

B.第二類水動機不可能制成是因為違反了熱力學第一定律

C.對于一定量的理想氣體，若氣體的壓強和體積都不變，則其內(nèi)能也一定不變

D.晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體

E.液體表面張力產(chǎn)生的原因是液體表面層分子較稀疏，分子間引力大于斥力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑的水平地面上靜止放置一質(zhì)量為M＝1kg的木板A，木板上表面粗糙且固定一豎直擋板，擋板上連接一輕質(zhì)彈簧，當彈簧處于原長時，在彈簧的左端輕放一質(zhì)量為m＝0.9kg的物塊B，現(xiàn)有一顆質(zhì)量為m0＝0.1kg的子彈C以v0＝400m/s的速度水平擊中物塊并嵌入其中，該過程作用時間極短，則在A、B、C相互作用的過程中，下列說法中正確的有（　�。�

A.A、B、C組成的系統(tǒng)動量守恒

B.A、B、C以及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒

C.子彈擊中物塊B的瞬間對物塊B產(chǎn)生的沖量為40N·s

D.彈簧被壓縮到最短時木板的速度為20m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導軌MN、PQ相距L=1m，上端連接一個阻值R=1Ω的電阻，導軌平面與水平面夾角，長為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導軌上，且始終與導軌接觸良好，整個裝置處在垂直于導軌平面向上的勻強磁場中。已知金屬棒ab的質(zhì)量為m=2kg、阻值，磁場的磁感應強度B=1T，重力加速度g=10m/s2，導軌電阻不計。現(xiàn)閉合開關，金屬棒ab從靜止開始運動，若金屬棒下滑距離為s=50m時速度恰達到最大（sin=0.6，cos=0.8），求：

(1)金屬棒剛開始運動時的加速度；

(2)金屬棒的最大速度；

(3)金屬棒由靜止開始下滑位移為s的過程中，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傳送帶與水平面之間的夾角θ=30°，其上A、B兩點間的距離L=5m，傳送帶在電動機的帶動下以v=1m/s的速度勻速運動．現(xiàn)將一質(zhì)量m=10kg的小物體（可視為質(zhì)點）輕放在傳送帶的A點，已知小物體與傳送之間的動摩擦因數(shù)μ=，在傳送帶將小物體從A點傳送到B點的過程中，求：（取g=10m/s2）

（1）物體剛開始運動的加速度大��；

（2）物體從A到B運動的時間；

（3）傳送帶對小物體做的功；

（4）電動機做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在y>0的空間中存在著垂直xOy平面向外的勻強磁場，在y<0的空間中存在著平行于xOy平面的勻強電場，場強方向與x軸正方向成45°夾角斜向下。一質(zhì)量為m，帶電量為q的帶正電粒子,不計粒子的重力，該粒子從坐標原點以初速度v0進入磁場，方向與x軸負方向成45夾角斜向上，然后經(jīng)過M點進入電場，并與y軸負半軸相切于N點。已知M點坐標為（L，0）。求：

(1)勻強磁場的磁感應強度；

(2)勻強電場的電場強度。

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