7．如圖所示，一個(gè)水平放罝的導(dǎo)熱氣缸，其中一端開(kāi)口，一段封閉，導(dǎo)熱的活塞在氣缸內(nèi)可以無(wú)摩擦的滑動(dòng)，活塞與氣缸之間密封完好．氣缸底部與活塞之間密封有一定質(zhì)量的理想氣體，其溫度為T，活塞的橫截面積為S，活塞距離氣缸底部為L(zhǎng)，活塞自重產(chǎn)生的壓強(qiáng)為O.5P0，此時(shí)活塞正處于靜止?fàn)顟B(tài)．設(shè)大氣壓強(qiáng)為P0，外界環(huán)等溫度不變．
求：
（1）把氣缸豎直放置，在活塞平衡后，活塞下降的距離；
（2）在活塞下降的過(guò)程中，氣缸內(nèi)的氣體放出了多少熱量．

分析 （1）氣體發(fā)生等溫變化，求出氣體狀態(tài)參量，然后應(yīng)用玻意耳定律可以求出氣體的體積，然后求出活塞下降的距離．
（2）求出外界對(duì)氣體做功，然后應(yīng)用熱力學(xué)第一定律求出氣體放出的熱量．

解答 解：（1）以氣缸內(nèi)氣體為研究對(duì)象，
初狀態(tài)參量：P1=P0，V1=LS，末狀態(tài)參量：P2=P0+0.5P0=1.5P0，
氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律得：P1SL=P2SL2，解得：L2=$\frac{2}{3}$L，
活塞下降的高度：H=L-$\frac{2}{3}$L=$\frac{1}{3}$L；
（2）活塞下降過(guò)程，外界對(duì)氣體做功：W=FH=P2SH=$\frac{1}{2}$P0SL，
氣體溫度保持不變，△U=0，由熱力學(xué)第一定律可知：
Q=△U-W=0-$\frac{1}{2}$P0SL=-$\frac{1}{2}$P0SL，氣體放出的熱量為$\frac{1}{2}$P0SL；
答：（1）把氣缸豎直放置，在活塞平衡后，活塞下降的距離為$\frac{1}{3}$L；
（2）在活塞下降的過(guò)程中，氣缸內(nèi)的氣體放出的熱量為：$\frac{1}{2}$P0SL．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求活塞下降的距離、氣體放出的熱量，分析清楚氣體狀態(tài)變化過(guò)程是解題的關(guān)鍵，應(yīng)用玻意耳定律與熱力學(xué)第一定律即可解題．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

10．為了驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒和檢驗(yàn)兩個(gè)小球的碰撞是否為彈性碰撞，某同學(xué)選取了兩個(gè)體積相同、質(zhì)量不等的小球．按下述步驟做實(shí)驗(yàn)：
①用天平測(cè)出兩個(gè)小球的質(zhì)量分別為m1和m2，且m1＞m2；
②按照如圖所示，安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；將斜槽AB固定在桌邊，使槽的末端水平，將一斜面BC連接在斜槽末端；
③先不放小球m2，讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止開(kāi)始滾下，記下小球在斜面上落點(diǎn)的位置；
④將小球m2放在斜槽末端B處，讓小球m1從斜槽頂端A處滾下，使它們發(fā)生碰撞，記下小球m1和小球m2在斜面上落點(diǎn)的位置；
⑤用毫米刻度尺量出各個(gè)落點(diǎn)的位置到斜槽末端B的距離．圖中D、E、F點(diǎn)是該同學(xué)記下的小球在斜面上的幾個(gè)落點(diǎn)的位置，到B點(diǎn)的距離分別為L(zhǎng)D、LE、LF．
斜槽與平面連接處不計(jì)能量損失，根據(jù)該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題：
（1）小球m1與m2發(fā)生碰撞后，m1的落點(diǎn)是圖中的D點(diǎn)，m2的落點(diǎn)是圖中的F點(diǎn)．
（2）用測(cè)得的物理量來(lái)表示，只要滿足關(guān)系式m1$\sqrt{{L}_{E}}$=m1$\sqrt{{L}_{D}}$+m2$\sqrt{{L}_{F}}$，則說(shuō)明碰撞中動(dòng)量是守恒的．
（3）用測(cè)得的物理量來(lái)表示，只要滿足關(guān)系式m1LE=m1LD+m2LF，則說(shuō)明兩小球的碰撞是彈性碰撞．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

11．國(guó)家體育總局會(huì)同國(guó)家環(huán)保部門從2010年初開(kāi)始對(duì)將在廣州進(jìn)行的亞運(yùn)會(huì)的所有場(chǎng)館分期進(jìn)行驗(yàn)收，其中有一項(xiàng)為放射性污染檢測(cè)，因?yàn)榻ㄖ牧�，如水泥、磚、混凝土中含有為了體現(xiàn)綠色奧運(yùn)放射性元素氧．下列有關(guān)放射性的說(shuō)法中正確的有（　　）
A．${\;}_{90}^{238}U$衰變成20682pb要經(jīng)過(guò)8次α衰變和6次β衰變
B．氧發(fā)生α衰變產(chǎn)生的α粒子是一種高速電子流，具有很強(qiáng)的穿透能力
C．放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的
D．β射線與γ射線一樣是電磁波，但穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比γ射線小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

8．如圖所示，一段呈直線的光導(dǎo)纖維，當(dāng)光線射入光導(dǎo)纖維的入射角為i時(shí)，這束光剛好能全部通過(guò)光導(dǎo)纖維從另一端射出，則（　�。�
A．當(dāng)入射角大于i時(shí)，光也能全部從另一端面射出
B．當(dāng)入射角小于i時(shí)，光也能全部從另一端面射出
C．光導(dǎo)纖維的折射率至少為$\sqrt{si{n}^{2}i+1}$
D．光導(dǎo)纖維的折射率至少為$\sqrt{co{s}^{2}i+1}$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

2．在如圖甲所示的半徑為r的豎直圓柱形區(qū)域內(nèi)，存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時(shí)間的變化關(guān)系為B=kt（k＞0且為常量）．

（1）將一由細(xì)導(dǎo)線構(gòu)成的半徑為r、電阻為R0的導(dǎo)體圓環(huán)水平固定在上述磁場(chǎng)中，并使圓環(huán)中心與磁場(chǎng)區(qū)域的中心重合．求在T時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體圓環(huán)產(chǎn)生的焦耳熱．
（2）上述導(dǎo)體圓環(huán)之所以會(huì)產(chǎn)生電流是因?yàn)樽兓拇艌?chǎng)會(huì)在空間激發(fā)渦旋電場(chǎng)，該渦旋電場(chǎng)趨使導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷定向移動(dòng)，形成電流．如圖乙所示，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的渦旋電場(chǎng)存在于磁場(chǎng)內(nèi)外的廣闊空間中，其電場(chǎng)線是在水平面內(nèi)的一系列沿順時(shí)針?lè)较虻耐膱A（從上向下看），圓心與磁場(chǎng)區(qū)域的中心重合．在半徑為r的圓周上，渦旋電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等，并且可以用E渦=$\frac{?}{2πr}$，其中ε為由于磁場(chǎng)變化在半徑為r的導(dǎo)體圓環(huán)中產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)．如圖丙所示，在磁場(chǎng)區(qū)域的水平面內(nèi)固定一個(gè)內(nèi)壁光滑的絕緣環(huán)形真空細(xì)管道，其內(nèi)環(huán)半徑為r，管道中心與磁場(chǎng)區(qū)域的中心重合．由于細(xì)管道半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于r，因此細(xì)管道內(nèi)各處電場(chǎng)強(qiáng)度大小可視為相等的．某時(shí)刻，將管道內(nèi)電荷量為q的帶正電小球由靜止釋放（小球的直徑略小于真空細(xì)管道的直徑），小球受到切向的渦旋電場(chǎng)力的作用而運(yùn)動(dòng)，該力將改變小球速度的大小．該渦旋電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系和靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系相同．假設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中其電荷量保持不變，忽略小球受到的重力、小球運(yùn)動(dòng)時(shí)激發(fā)的磁場(chǎng)以及相對(duì)論效應(yīng)．
①若小球由靜止經(jīng)過(guò)一段時(shí)間加速，獲得動(dòng)能Em，求小球在這段時(shí)間內(nèi)在真空細(xì)管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)的圈數(shù)；
②若在真空細(xì)管道內(nèi)部空間加有方向豎直向上的恒定勻強(qiáng)磁場(chǎng)，小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后經(jīng)過(guò)時(shí)間t0，小球與環(huán)形真空細(xì)管道之間恰好沒(méi)有作用力，求在真空細(xì)管道內(nèi)部所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

12．“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，采用重物自由下落的方法

（1）已知電火花計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50hZ，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2，所用重物的質(zhì)量為200g，實(shí)驗(yàn)中選取一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶如圖所示．O為紙帶下落的起始點(diǎn)，A、B、C為紙帶上選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)．計(jì)算B點(diǎn)的速度時(shí)，甲同學(xué)用vB2=2gsOB，乙同學(xué)用vB=$\frac{s_{AC}}{2T}$．其中所選擇方法正確的是乙（選填“甲”或“乙”）同學(xué)．重物由O運(yùn)動(dòng)到B時(shí)動(dòng)能的增加量等于0.369J、重力勢(shì)能的減少量0.384J（計(jì)算結(jié)果均保留3為有效數(shù)字）
（2）實(shí)驗(yàn)中，重物減少的重力勢(shì)能總是大于增加的動(dòng)能，造成這種現(xiàn)象的主要原因時(shí)克服空氣對(duì)重錘和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)紙帶的阻力做功．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

19．公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶．如圖所示，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為v0時(shí)，汽車恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，則在該彎道處（　　）
A．路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低
B．路面外側(cè)低內(nèi)側(cè)高
C．當(dāng)車速大于v0時(shí)，車輛會(huì)受到沿路面指向公路內(nèi)側(cè)的摩擦力
D．要求大卡車沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，其行駛速度應(yīng)小于v0

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

16．如圖所示，AB為一足夠長(zhǎng)的木板，傾斜固定放置，板與豎直方向夾角為θ=37°，在A點(diǎn)正下方的C點(diǎn)將一小球以2m/s的速度水平向向右拋出，小球恰好不能打在木板上，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2（sin37°=0.6，cos37°=0.8），求AC間的距離．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

17．橫截面為直角三角形的兩個(gè)相同斜面緊靠在一起，固定在平面上，如圖所示．它們的豎直邊長(zhǎng)都是底邊長(zhǎng)的一半．現(xiàn)有三個(gè)小球從左邊斜面的頂點(diǎn)以不同的初速度向右平拋，最后落在斜面上．其落點(diǎn)分別是a、b、c．下列判斷正確的是（　�。�
A．圖中三小球比較，落在c點(diǎn)的小球飛行時(shí)間最短
B．無(wú)論小球拋出時(shí)初速度多大，落到兩個(gè)斜面上的瞬時(shí)速度都不可能與斜面垂直
C．圖中三小球比較，落在c點(diǎn)的小球飛行過(guò)程速度變化最快
D．圖中三小球比較，落在c點(diǎn)的小球飛行過(guò)程速度變化最大

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