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如圖所示,兩個截面積都為S的圓柱形容器,右邊容器高為H,上端封閉,左邊容器上端是一個可以在容器內無摩擦滑動的質量為M的活塞。兩容器由裝有閥門的極細管道相連,容器、活塞和細管都是絕熱的。開始時閥門關閉,左邊容器中裝有理想氣體,平衡時活塞到容器底的距離為H,右邊容器內為真空,F將閥門緩慢打開,活塞便緩慢下降,直至系統(tǒng)達到新的平衡,此時理想氣體的溫度增加為原來的1.4倍,已知外界大氣壓強為p0,求此過程中氣體內能的增加量。

解:理想氣體發(fā)生等壓變化。設氣體壓強為p,活塞受力平衡

                                                          1分

設氣體初態(tài)的溫度為T,系統(tǒng)達到新平衡時活塞下降的高度為x,由蓋——呂薩克定律

                                              2分

解得                                                      1分

又系統(tǒng)絕熱,即Q=0                                                1分

外界對氣體做功為                                         1分

根據熱力學第一定律有                                  1分

所以                                         2分

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2013?開封一模)選修3-3模塊如圖所示,一個上下都與大氣相通的直圓筒,中間用兩個活塞A與B封住一定質量的理想氣體,A,B都可沿圓筒無摩擦地上、下滑動,但不漏氣.A的質量可不計,B的質量為M,并與一勁度系數k=5×103N/m的較長的彈簧相連,已知大氣壓強p0=1×105Pa,活塞的橫截面積s=0.01m2.平衡時,兩活塞問的距離l0=0.6m,現用力壓A,使之緩慢向下移動一定距離后,保持平衡,此時,用于壓A的力F=5×102N,求活塞A向下移動的距離.(假定氣體溫度保持不變)

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科目:高中物理 來源: 題型:

一金屬或半導體薄片垂直置于磁場B中,在薄片的兩個側面a、b間通以電流I時,另外兩側c、f間產生電勢差,這一現象稱為霍爾效應.如圖某薄片中通以向右的電流I,薄片中的自由電荷電子受洛倫茲力的作用向一側偏轉和積累,于是c、f間建立起電場EH,同時產生霍爾電勢差UH.當電荷所受的電場力和洛倫茲力處處相等時,EH和UH達到穩(wěn)定值,UH的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關系式UH=RH
IBd
,其中比例系數RH稱為霍爾系數,僅與材料性質有關.
(1)設半導體薄片的寬度(c、f間距)為l,請寫出UH和EH的關系式;并判斷圖1中c、f哪端的電勢高;
(2)已知半導體薄片內單位體積中導電的電子數為n,電子的電荷量為e,請導出霍爾系數RH的表達式(通過橫截面積S的電流I=nevS,其中v是導電電子定向移動的平均速率);
(3)圖2是霍爾測速儀的示意圖,將非磁性圓盤固定在轉軸上,圓盤的半徑為R,周邊等距離地嵌裝著m個永磁體,相鄰永磁體的極性相反.霍爾元件置于被測圓盤的邊緣附近,如圖所示.當圓盤勻速轉動時,霍爾元件輸出的電壓脈動信號圖象如圖3所示.若在時間t內,霍爾元件輸出的脈沖數目為P,請導出圓盤邊緣線速度的表達式.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(1)下列說法中正確的是
BC
BC

A.布朗運動是液體分子的運動,它說明分子永不停息地做無規(guī)則運動
B.葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用
C.液晶顯示器是利用了液晶對光具有各向異性的特點
D.當兩分子間距離大于平衡位置的間距ro時,分子間的距離越大,分子勢能越小
(2)如圖所示,開口向上豎直放置的內壁光滑氣缸,其側壁是絕熱的,底部導熱,內有兩個質量均為m的密閉活塞,活塞A導熱,活塞B絕熱,將缸內理想氣體分成Ⅰ、Ⅱ兩部分.初狀態(tài)整個裝置靜止不動處于平衡,Ⅰ、Ⅱ兩部分氣體的長度均為l0,溫度為T0.設外界大氣壓強為Po保持不變,活塞橫截面積為S,且mg=P0S,環(huán)境溫度保持不變.求:
①在活塞A 上逐漸添加鐵砂,當鐵砂質量等于2m,兩活塞在某位置重新處于平衡,活塞B下降的高度.
②現只對Ⅱ氣體緩慢加熱,使活塞A回到初始位置.此時Ⅱ氣體的溫度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,A氣缸截面積為500 c
m
2
 
,A、B兩個氣缸中裝有體積均為10L、壓強均為1atm、溫度均為27℃的理想氣體,中間用細管連接.細管中有一絕熱活塞M,細管容積不計.現給左面的活塞N施加一個推力.使其緩慢向右移動,同時給B中氣體加熱,使此過程中A氣缸中的氣體溫度保持不變.活塞M保持在原位置不動.不計活塞與器壁間的摩擦,周圍大氣壓強為1atm=1
0
5
 
Pa.當推力F=
5
3
×1
0
3
 
N時,求:
①活塞N向右移動的距離是多少cm;
②B氣缸中的氣體升溫到多少℃.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

第Ⅰ卷(選擇題 共31分)

一、單項選擇題.本題共5小題,每小題3分,共計15分.每小題只有一個選項符合題意.

1. 關于科學家和他們的貢獻,下列說法中正確的是[來源:Www..com]

A.安培首先發(fā)現了電流的磁效應

B.伽利略認為自由落體運動是速度隨位移均勻變化的運動

C.牛頓發(fā)現了萬有引力定律,并計算出太陽與地球間引力的大小

D.法拉第提出了電場的觀點,說明處于電場中電荷所受到的力是電場給予的

2.如圖為一種主動式光控報警器原理圖,圖中R1R2為光敏電阻,R3R4為定值電阻.當射向光敏電阻R1R2的任何一束光線被遮擋時,都會引起警鈴發(fā)聲,則圖中虛線框內的電路是

A.與門                  B.或門               C.或非門                  D.與非門

 


3.如圖所示的交流電路中,理想變壓器原線圈輸入電壓為U1,輸入功率為P1,輸出功率為P2,各交流電表均為理想電表.當滑動變阻器R的滑動頭向下移動時

A.燈L變亮                                    B.各個電表讀數均變大

C.因為U1不變,所以P1不變                              D.P1變大,且始終有P1= P2

4.豎直平面內光滑圓軌道外側,一小球以某一水平速度v0A點出發(fā)沿圓軌道運動,至B點時脫離軌道,最終落在水平面上的C點,不計空氣阻力.下列說法中不正確的是

A.在B點時,小球對圓軌道的壓力為零

B.BC過程,小球做勻變速運動

C.在A點時,小球對圓軌道壓力大于其重力

D.AB過程,小球水平方向的加速度先增加后減小

5.如圖所示,水平面上放置質量為M的三角形斜劈,斜劈頂端安裝光滑的定滑輪,細繩跨過定滑輪分別連接質量為m1m2的物塊.m1在斜面上運動,三角形斜劈保持靜止狀態(tài).下列說法中正確的是

A.若m2向下運動,則斜劈受到水平面向左摩擦力

B.若m1沿斜面向下加速運動,則斜劈受到水平面向右的摩擦力

C.若m1沿斜面向下運動,則斜劈受到水平面的支持力大于(m1+ m2+Mg

D.若m2向上運動,則輕繩的拉力一定大于m2g

二、多項選擇題.本題共4小題,每小題4分,共計16分.每小題有多個選項符合題意.全部選對的得4分,選對但不全的得2分,錯選或不答的得0分.

6.木星是太陽系中最大的行星,它有眾多衛(wèi)星.觀察測出:木星繞太陽作圓周運動的半徑為r1、 周期為T1;木星的某一衛(wèi)星繞木星作圓周運動的半徑為r2 周期為T2.已知萬有引力常量為G,則根據題中給定條件

A.能求出木星的質量

B.能求出木星與衛(wèi)星間的萬有引力

C.能求出太陽與木星間的萬有引力

D.可以斷定

7.如圖所示,xOy坐標平面在豎直面內,x軸沿水平方向,y軸正方向豎直向上,在圖示空間內有垂直于xOy平面的水平勻強磁場.一帶電小球從O點由靜止釋放,運動軌跡如圖中曲線.關于帶電小球的運動,下列說法中正確的是

A.OAB軌跡為半圓

B.小球運動至最低點A時速度最大,且沿水平方向

C.小球在整個運動過程中機械能守恒

D.小球在A點時受到的洛倫茲力與重力大小相等

8.如圖所示,質量為M、長為L的木板置于光滑的水平面上,一質量為m的滑塊放置在木板左端,滑塊與木板間滑動摩擦力大小為f,用水平的恒定拉力F作用于滑塊.當滑塊運動到木板右端時,木板在地面上移動的距離為s,滑塊速度為v1,木板速度為v2,下列結論中正確的是

A.上述過程中,F做功大小為            

B.其他條件不變的情況下,F越大,滑塊到達右端所用時間越長

C.其他條件不變的情況下,M越大,s越小

D.其他條件不變的情況下,f越大,滑塊與木板間產生的熱量越多

9.如圖所示,兩個固定的相同細環(huán)相距一定的距離,同軸放置,O1O2分別為兩環(huán)的圓心,兩環(huán)分別帶有均勻分布的等量異種電荷.一帶正電的粒子從很遠處沿軸線飛來并穿過兩環(huán).則在帶電粒子運動過程中

A.在O1點粒子加速度方向向左

B.從O1O2過程粒子電勢能一直增加

C.軸線上O1點右側存在一點,粒子在該點動能最小

D.軸線上O1點右側、O2點左側都存在場強為零的點,它們關于O1、O2連線中點對稱

 


第Ⅱ卷(非選擇題 共89分)

三、簡答題:本題分必做題(第lO、11題)和選做題(第12題)兩部分,共計42分.請將解答填寫在答題卡相應的位置.

必做題

10.測定木塊與長木板之間的動摩擦因數時,采用如圖所示的裝置,圖中長木板水平固定.

(1)實驗過程中,電火花計時器應接在  ▲  (選填“直流”或“交流”)電源上.調整定滑輪高度,使  ▲ 

(2)已知重力加速度為g,測得木塊的質量為M,砝碼盤和砝碼的總質量為m,木塊的加速度為a,則木塊與長木板間動摩擦因數μ=  ▲ 

(3)如圖為木塊在水平木板上帶動紙帶運動打出的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6為計數點,相鄰兩計數點間還有4個打點未畫出.從紙帶上測出x1=3.20cm,x2=4.52cm,x5=8.42cm,x6=9.70cm.則木塊加速度大小a=  ▲  m/s2(保留兩位有效數字).

 


11.為了測量某電池的電動勢 E(約為3V)和內阻 r,可供選擇的器材如下:

A.電流表G1(2mA  100Ω)             B.電流表G2(1mA  內阻未知)

C.電阻箱R1(0~999.9Ω)                      D.電阻箱R2(0~9999Ω)

E.滑動變阻器R3(0~10Ω  1A)         F.滑動變阻器R4(0~1000Ω  10mA)

G.定值電阻R0(800Ω  0.1A)               H.待測電池

I.導線、電鍵若干

(1)采用如圖甲所示的電路,測定電流表G2的內阻,得到電流表G1的示數I1、電流表G2的示數I2如下表所示:

I1(mA)

0.40

0.81

1.20

1.59

2.00

I2(mA)

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

 


根據測量數據,請在圖乙坐標中描點作出I1I2圖線.由圖得到電流表G2的內阻等于

  ▲  Ω.

(2)在現有器材的條件下,測量該電池電動勢和內阻,采用如圖丙所示的電路,圖中滑動變阻器①應該選用給定的器材中  ▲  ,電阻箱②選  ▲  (均填寫器材代號).

(3)根據圖丙所示電路,請在丁圖中用筆畫線代替導線,完成實物電路的連接.

 


12.選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑.如都作答,則按A、B兩小題評分.)

A.(選修模塊3-3)(12分)

(1)下列說法中正確的是  ▲ 

A.液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離,液體表面存在張力

B.擴散運動就是布朗運動

C.蔗糖受潮后會粘在一起,沒有確定的幾何形狀,它是非晶體

D.對任何一類與熱現象有關的宏觀自然過程進行方向的說明,都可以作為熱力學第二定律的表述

(2)將1ml的純油酸加到500ml的酒精中,待均勻溶解后,用滴管取1ml油酸酒精溶液,讓其自然滴出,共200滴.現在讓其中一滴落到盛水的淺盤內,待油膜充分展開后,測得油膜的面積為200cm2,則估算油酸分子的大小是  ▲  m(保留一位有效數字).

(3)如圖所示,一直立的汽缸用一質量為m的活塞封閉一定量的理想氣體,活塞橫截面積為S,汽缸內壁光滑且缸壁是導熱的,開始活塞被固定,打開固定螺栓K,活塞下落,經過足夠長時間后,活塞停在B點,已知AB=h,大氣壓強為p0,重力加速度為g

①求活塞停在B點時缸內封閉氣體的壓強;

②設周圍環(huán)境溫度保持不變,求整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q(一定量理想氣體的內能僅由溫度決定).

B.(選修模塊3-4)(12分)

(1)下列說法中正確的是  ▲ 

A.照相機、攝影機鏡頭表面涂有增透膜,利用了光的干涉原理

B.光照射遮擋物形成的影輪廓模糊,是光的衍射現象

C.太陽光是偏振光

D.為了有效地發(fā)射電磁波,應該采用長波發(fā)射

(2)甲、乙兩人站在地面上時身高都是L0, 甲、乙分別乘坐速度為0.6c和0.8cc為光速)的飛船同向運動,如圖所示.此時乙觀察到甲的身高L  ▲  L0;若甲向乙揮手,動作時間為t0,乙觀察到甲動作時間為t1,則t1  ▲  t0(均選填“>”、“ =” 或“<”).

(3)x=0的質點在t=0時刻開始振動,產生的波沿x軸正方向傳播,t1=0.14s時刻波的圖象如圖所示,質點A剛好開始振動.

①求波在介質中的傳播速度;

②求x=4m的質點在0.14s內運動的路程.

   C.(選修模塊3-5)(12分)

(1)下列說法中正確的是  ▲ 

A.康普頓效應進一步證實了光的波動特性

B.為了解釋黑體輻射規(guī)律,普朗克提出電磁輻射的能量是量子化的

C.經典物理學不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征

D.天然放射性元素衰變的快慢與化學、物理狀態(tài)有關

(2)是不穩(wěn)定的,能自發(fā)的發(fā)生衰變.

①完成衰變反應方程    ▲ 

衰變?yōu)?img width=40 height=25 src="http://thumb.1010pic.com/pic1/1899/wl/3/40403.gif" >,經過  ▲  α衰變,  ▲  β衰變.

(3)1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現質子.科學研究表明其核反應過程是:α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩(wěn)定的復核,復核發(fā)生衰變放出質子,變成氧核.設α粒子質量為m1,初速度為v0,氮核質量為m2,質子質量為m0, 氧核的質量為m3,不考慮相對論效應.

α粒子轟擊氮核形成不穩(wěn)定復核的瞬間,復核的速度為多大?

②求此過程中釋放的核能.

四、計算題:本題共3小題,共計47分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分,有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位.

13.如圖所示,一質量為m的氫氣球用細繩拴在地面上,地面上空風速水平且恒為v0,球靜止時繩與水平方向夾角為α.某時刻繩突然斷裂,氫氣球飛走.已知氫氣球在空氣中運動時所受到的阻力f正比于其相對空氣的速度v,可以表示為f=kvk為已知的常數).則

(1)氫氣球受到的浮力為多大?

(2)繩斷裂瞬間,氫氣球加速度為多大?

(3)一段時間后氫氣球在空中做勻速直線運動,其水平方向上的速度與風速v0相等,求此時氣球速度大。ㄔO空氣密度不發(fā)生變化,重力加速度為g).

 


14.如圖所示,光滑絕緣水平面上放置一均勻導體制成的正方形線框abcd,線框質量為m,電阻為R,邊長為L.有一方向豎直向下的有界磁場,磁場的磁感應強度為B,磁場區(qū)寬度大于L,左邊界與ab邊平行.線框在水平向右的拉力作用下垂直于邊界線穿過磁場區(qū).

(1)若線框以速度v勻速穿過磁場區(qū),求線框在離開磁場時ab兩點間的電勢差;

(2)若線框從靜止開始以恒定的加速度a運動,經過t1時間ab邊開始進入磁場,求cd邊將要進入磁場時刻回路的電功率;

(3)若線框以初速度v0進入磁場,且拉力的功率恒為P0.經過時間T,cd邊進入磁場,此過程中回路產生的電熱為Q.后來ab邊剛穿出磁場時,線框速度也為v0,求線框穿過磁場所用的時間t

      

15.如圖所示,有界勻強磁場的磁感應強度為B,方向垂直紙面向里,MN為其左邊界,磁場中放置一半徑為R的圓柱形金屬圓筒,圓心OMN的距離OO1=2R,圓筒軸線與磁場平行.圓筒用導線通過一個電阻r0接地,最初金屬圓筒不帶電.現有范圍足夠大的平行電子束以速度v0從很遠處沿垂直于左邊界MN向右射入磁場區(qū),已知電子質量為m,電量為e

(1)若電子初速度滿足,則在最初圓筒上沒有帶電時,能夠打到圓筒上的電子對應MN邊界上O1兩側的范圍是多大?

(2)當圓筒上電量達到相對穩(wěn)定時,測量得到通過電阻r0的電流恒為I,忽略運動電子間的相互作用,求此時金屬圓筒的電勢φ和電子到達圓筒時速度v(取無窮遠處或大地電勢為零).

(3)在(2)的情況下,求金屬圓筒的發(fā)熱功率.

 


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