【題目】如圖所示，一活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在固定導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，活塞可沿汽缸無摩擦地滑動(dòng)，活塞橫截面積為S＝0.01 m2、質(zhì)量為m＝10 kg，活塞距離汽缸底部的距離為h0＝10 cm，外界大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，環(huán)境溫度為t0＝27 ℃，g＝10 m/s2。

(ⅰ)當(dāng)環(huán)境溫度緩慢升高至57 ℃時(shí)，試比較此過程中氣體吸收的熱量Q與物體內(nèi)能變化量ΔU的大小關(guān)系。

(ⅱ)當(dāng)環(huán)境溫度升高至57 ℃時(shí)，為使活塞距離汽缸底部的距離仍為10 cm，可使汽缸水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)加速度應(yīng)為多大？

【答案】(ⅰ)Q＞ΔU　(ⅱ)10 m/s2

【解析】試題分析：氣體等圧膨脹，溫度升高，體積增大，對(duì)外做功，內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析比較此過程中氣體吸收的熱量Q與物體內(nèi)能變化△U的大小關(guān)系；氣體等容變化，根據(jù)查理定律求出末態(tài)的壓強(qiáng)，再以活塞為研究對(duì)象求出加速度。

(ⅰ)活塞在氣缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)，緩慢升溫過程中，氣缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)等于大氣壓，氣體發(fā)生等圧変化，溫度升高，內(nèi)能增加△U＞0，體積變大，氣體對(duì)外做功W＜0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，△U=W+Q，氣體吸熱，且Q＞△U

(ⅱ)活塞距離汽缸底部的距離仍為10 cm，由查理定律得：

即：

解得p＝1.1×105 Pa

對(duì)活塞，由牛頓第二定律得

代入數(shù)據(jù)解得：a＝10 m/s2

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】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，鉤碼A和B(均可視為質(zhì)點(diǎn)）分別系在一條跨過輕質(zhì)定滑輪的軟繩兩端，在A的上面套一個(gè)比它大一點(diǎn)的環(huán)形金屬塊C(也可視為質(zhì)點(diǎn))，在距地面為h處有一寬度略大于B的狹縫，鉤碼B能通過狹縫，在狹縫上放有一個(gè)外徑略大于縫寬的環(huán)形金屬塊D(也可視為質(zhì)點(diǎn)），B與D碰撞后粘在一起，摩擦忽略不計(jì)。開始時(shí)B距離狹縫的高度為h1，放手后，A、B、C從靜止開始運(yùn)動(dòng)，A、B、C、D的質(zhì)量相等。（B、D碰撞過程時(shí)間很短，忽略不計(jì)）

（1）利用計(jì)時(shí)儀器測(cè)得鉤碼B通過狹縫后上升h2用時(shí)t1，則鉤碼B碰撞后瞬間的速度為_________（用題中字母表示）；

（2）若通過此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，若碰前系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則需滿足的等式為_________（用題中字母表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，用兩根金屬絲彎成一光滑半圓形軌道，豎直固定在地面上，其圓心為O、半徑為R．軌道正上方離地h處固定一水平長(zhǎng)直光滑桿，桿與軌道在同一豎直平面內(nèi)，桿上P點(diǎn)處固定一定滑輪，P點(diǎn)位于O點(diǎn)正上方．A、B是質(zhì)量均為m的小環(huán)，A套在桿上，B套在軌道上，一條不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩繞過定滑輪連接兩環(huán)．兩環(huán)均可看做質(zhì)點(diǎn)，且不計(jì)滑輪大小與質(zhì)量．現(xiàn)在A環(huán)上施加一個(gè)水平向右的力F，使B環(huán)從地面由靜止沿軌道上升．則： （ ）

A．緩慢提升B環(huán)至D點(diǎn)，F(xiàn)一直減小

B．A環(huán)動(dòng)能的增加等于B環(huán)機(jī)械能的減少

C．B環(huán)被拉到與A環(huán)速度大小相等時(shí)，sin∠OPB＝

D．若F為恒力，且作用足夠長(zhǎng)時(shí)間，B環(huán)可能會(huì)經(jīng)過D點(diǎn)之后將會(huì)沿半圓形軌道運(yùn)動(dòng)至右側(cè)最低點(diǎn)，然后沿軌道返回左側(cè)最低點(diǎn)，之后將重復(fù)運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，噴灑農(nóng)藥用的某種噴霧器．其藥液桶的總?cè)莘e為15L，裝入藥液后，封閉在藥液上方的空氣體積為2L，打氣筒活塞每次可以打進(jìn)1atm、150cm3的空氣，忽略打氣和噴藥過程氣體溫度的變化．

（i）若要使氣體壓強(qiáng)增大到2.5atm，應(yīng)打氣多少次？

（ii）如果壓強(qiáng)達(dá)到2.5atm時(shí)停止打氣，并開始向外噴藥，那么當(dāng)噴霧器不能再向外噴藥時(shí)，桶內(nèi)剩下的藥液還有多少升？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖，若已知這列波周期為1 s，則下列判斷中正確的是

A. 這列波的振幅為8 cm

B. 這列波的波速為4 m/s

C. 圖示時(shí)刻x ＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)

D. 圖示時(shí)刻x ＝5 m處質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為零

E. 從圖示時(shí)刻開始再經(jīng)過1.5 s，x＝12 m處的質(zhì)點(diǎn)剛好從平衡位置開始向y軸正方向運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑細(xì)桿上套有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球，兩球之間用輕質(zhì)彈簧相連，彈簧原長(zhǎng)為L，用長(zhǎng)為2L 的細(xì)線連結(jié)兩球�，F(xiàn)將質(zhì)量為M 的物塊用光滑的鉤子掛在細(xì)線上，從細(xì)線繃直開始釋放，物塊向下運(yùn)動(dòng)。則物塊

A. 運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，小球的動(dòng)能為零

B. 速度最大時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大

C. 速度最大時(shí)，桿對(duì)兩球的支持力為（M+2m）g

D. 運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)兩球的支持力小于（M+2m）g

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為0.2kg 的小球以6m/s 的速度豎直向下落至水平地面，經(jīng)0.2s 后，再以4m/s 的速度反向彈回。取豎直向上為正方向，g=10m/s2。求：

①小球與地面碰撞前后的動(dòng)量變化；

②小球受到地面的平均作用力大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某娛樂項(xiàng)目中，參與者拋出一小球去接觸觸發(fā)器，從而進(jìn)入下一關(guān)．現(xiàn)在將這個(gè)娛樂項(xiàng)目進(jìn)行簡(jiǎn)化，假設(shè)參與者從觸發(fā)器的正下方以速率豎直上拋一小球，小球恰好接觸觸發(fā)器．若參與者從與剛才相同的高度以相同的速率拋出小球，小球沿如下A、B、C、D四個(gè)不同的光滑軌道運(yùn)動(dòng)，如圖所示．小球能接觸觸發(fā)器的可能是哪一個(gè)（ ）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（I）“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)中，部分實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成有關(guān)內(nèi)容：

A.將一根橡皮筋一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上，另一端拴上兩根細(xì)繩套。

B.其中一根細(xì)繩套掛上5個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，使橡皮筋拉伸，如圖甲所示，記錄：鉤碼個(gè)數(shù)、細(xì)線的方向、___

C．將步驟B中的鉤碼取下，分別在兩根細(xì)繩套上掛上4個(gè)和3個(gè)質(zhì)量相等的鉤碼，用兩光滑硬棒B、C使兩細(xì)線互成角度，如圖乙所示，小心調(diào)整B、C的位置，使兩次結(jié)點(diǎn)位置重合，記錄；_______

（2）如果“力的平行四邊形定則”得到驗(yàn)證，那么圖乙中＝______

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