如圖所示，內(nèi)部橫截面積為S的圓筒形絕熱容器，封有一定質(zhì)量的理想氣體，開口向上放在硬板上．設活塞質(zhì)量為m1，現(xiàn)有一質(zhì)量為m2的橡皮泥從距活塞上表面高為h1處的A點由靜止開始下落，碰到活塞后，隨活塞一起下降的最大距離為h2，若不計活塞與容器壁的摩擦，求容器內(nèi)氣體內(nèi)能的最大變化量是多少？
分析：由機械能守恒求橡皮泥落到活塞上的速度，根據(jù)動量守恒求共同下落的速度，由功能關(guān)系氣體內(nèi)能的增加主要是動能轉(zhuǎn)化+外力對氣體做功．
解答：解：橡皮泥落到活塞上的速度為V，則有m1gh1=
1
2
m1V2
與活塞相撞時動量守恒：m1V=（m1+m2）V1
氣體內(nèi)能的增加主要是動能轉(zhuǎn)化+外力對氣體做功，
所以△E=
1
2
(m1+m2)
V
2
1
+(m1+m2)gh2+P0Sh2=
m
2
2
gh1+(m1+m2)2gh2
m1+m2
+P0Sh2
V1=
m
2
1
gh1+(m1+m2)2gh2
m1+m2
+P0Sh2
答：氣體內(nèi)能的最大變化量是
m
2
1
gh1+(m1+m2)2gh2
m1+m2
+P0Sh2
點評：本題是綜合性較強的題目，考查了機械能守恒、動量守恒定律和功能關(guān)系．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）太陽內(nèi)部的核聚變可以釋放出大量的能量，這些能量以電磁波（場）的形式向四面八方輻射出去，其總功率達到3.8×1026 W．根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程估算，單純地由于這種輻射，太陽每秒鐘減少的物質(zhì)質(zhì)量約為
 
kg．（保留一位有效數(shù)字）
（2）下面三個高中物理教材中的力學實驗：A．驗證牛頓第二定律，B．探究功與物體速度變化的關(guān)系，C．驗證機械能守恒定律，在這三個實驗中（選填“A”、“B”、“C”）
①需要使用天平測量物體質(zhì)量的是
 

②需要使用刻度尺測量長度的是
 

③需要求物體通過某點瞬時速度的是
 

（3）有一根細長而均勻的金屬管線樣品，橫截面如圖所示．此金屬材料重約1～2N，長約為30cm，電阻約為10Ω．已知這種金屬的電阻率為ρ，密度為ρ0．因管內(nèi)中空部分截面積形狀不規(guī)則，無法直接測量，請設計一個實驗方案，測量中空部分的截面積S0，現(xiàn)有如下器材可選：
A．毫米刻度尺
B．螺旋測微器
C．電流表（600mA，1.0Ω）
D．電流表（3A，0.1Ω）
E．電壓表（3V，6kΩ）
F．滑動變阻器（5Ω，3A）
G．蓄電池（6V，0.05Ω）
H．開關(guān)一個，帶夾子的導線若干．
精英家教網(wǎng)
①除待測金屬管線外，還應選用的器材有
 
（只填代號字母）
②在圖中畫出你所設計的實驗電路圖，并把所選儀器連成實際測量電路．
③實驗中需要測量的物理量有：
 
．（標出對應字母）
④計算金屬管線內(nèi)部空間截面積S0的表達式為S0=
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，在NaCl溶液中，正、負電荷定向移動，其中Na+水平向右移動．若測得4s內(nèi)分別有1.0×1018個Na+和Cl-通過溶液內(nèi)部的橫截面M，那么溶液中的電流方向和大小為（　�。�
A、水平向左   0.8AB、水平向右  0.08AC、水平向左   0.4AD、水平向右  0.04A

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?寶雞模擬）（1）根據(jù)熱力學定律和分子動理論，可知下列說法中正確的是
AB
AB

A．已知阿伏伽德羅常數(shù)和某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，一定可以求出該物質(zhì)分子的質(zhì)量
B．滿足能量守恒定律的宏觀過程不一定能自發(fā)地進行
C．布朗運動就是液體分子的運動，它說明分子做永不停息的無規(guī)則運動
D．當分子間距離增大時，分子間的引力和斥力同時減小，分子勢能一定增大
（2）如圖所示是一個特殊形狀的氣缸的截面圖，它由上、下兩部分圓柱形氣缸連接而成，上、下兩部分氣缸內(nèi)部的橫截面積分別為S1=20cm2和S2=10cm2，兩只活塞的質(zhì)量分別為m1=1.6kg和m2=0.4kg，用一根長為L=30cm的輕繩相連，活塞封閉性良好，活塞跟氣缸壁的摩擦不計，大氣壓為p0=1.0×105Pa并保持不變，初狀態(tài)時，溫度為227℃，兩活塞靜止，缸內(nèi)封閉氣體的體積為500mL（取g=10m/s2）
求：①初狀態(tài)時被封閉氣體的壓強為多少？
②當溫度降低多少時，上面的活塞恰好下降到粗細兩部分氣缸的交界處？

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)（選做題）（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡相應的答題區(qū)域內(nèi)作答，如都作答則按A、B兩小題評分）
A．（選修模塊3-3）
封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D，其體積V與熱力學溫度關(guān)T系如圖所示，該氣體的摩爾質(zhì)量為M，狀態(tài)A的體積為V0，溫度為T0，O、A、D三點在同一直線上，阿伏伽德羅常數(shù)為NA．
（1）由狀態(tài)A變到狀態(tài)D過程中
 

A．氣體從外界吸收熱量，內(nèi)能增加
B．氣體體積增大，單位時間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少
C．氣體溫度升高，每個氣體分子的動能都會增大
D．氣體的密度不變
（2）在上述過程中，氣體對外做功為5J，內(nèi)能增加9J，則氣體
 
（選“吸收”或“放出”）熱量
 
J．
（3）在狀態(tài)D，該氣體的密度為ρ，體積為2V0，則狀態(tài)D的溫度為多少？該氣體的分子數(shù)為多少？
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是
 

A．X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比γ射線更強
B．在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做調(diào)諧
C．根據(jù)宇宙大爆炸學說，遙遠星球發(fā)出的紅光被地球接收到時可能是紅外線精英家教網(wǎng)
D．愛因斯坦狹義相對論指出：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的
（2）如圖所示，直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面，∠A=30°，棱鏡材料的折射率n=
3
．在此截面所在的平面內(nèi)，空氣中的一條光線平行于底邊AB從AC邊上的M點射入棱鏡，經(jīng)折射射到AB邊．光線從AC邊進入棱鏡時的折射角為
 
，試判斷光線能否從AB邊射出，
 
（填“能”或“不能”）．
（3）一列簡諧橫波由P點向Q點沿直線傳播，P、Q兩點相距1m．甲、乙分別為P、Q兩質(zhì)點的振動圖象，如圖所示，如果波長λ＞1m，則波的傳播速度為多少？
精英家教網(wǎng)
C．（選修模塊3-5）
（1）一個質(zhì)子以1.0×107m/s的速度撞入一個靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變?yōu)楣柙雍�，已知鋁核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍，則下列判斷中正確的是
 
．
A．核反應方程為1327Al+11H→1428Si
B．核反應方程為1327Al+01n→1428Si
C．硅原子核速度的數(shù)量級為107m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致
D．硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致
（2）目前，日本的“核危機”引起了全世界的矚目，核輻射放出的三種射線超過了一定的劑量會對人體產(chǎn)生傷害．三種射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)由弱到強的排列是
 

A．α射線，β射線，γ射線
B．β射線，α射線，γ射線
C．γ射線，α射線，β射線
D．γ射線，β射線，α射線
（3）太陽能量來源于太陽內(nèi)部氫核的聚變，設每次聚變反應可以看作是4個氫核（11H）結(jié)合成1個氦核（24He），同時釋放出正電子（10e）．已知氫核的質(zhì)量為mP，氦核的質(zhì)量為mα，正電子的質(zhì)量為me，真空中光速為c．計算每次核反應中的質(zhì)量虧損及氦核的比結(jié)合能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，兩個導熱良好的圓柱形金屬筒A和B套在一起，底部到頂部的高度為20厘米，兩者橫截面積相等，光滑接觸且不漏氣．將A系于天花板上，用一塊絕熱板托住B，使它們內(nèi)部密封的氣體壓強與外界大氣壓相同，均為1.1×105Pa，然后緩慢松開絕熱板，讓B下沉，當B下沉了2cm時，停止下沉并處于靜止狀態(tài)．求：
（1）此時金屬筒內(nèi)氣體的壓強．
（2）若此過程中氣體對外做功10J，則氣體吸熱還是放熱？并求出吸（或放）熱的數(shù)值．

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同步練習冊答案