11．如圖所示，U形管右管橫截面積為左管橫截面積的2倍，在左管內(nèi)用水銀封閉一段長為30cm、溫度為577.5K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為21cm，外界大氣壓為76cmHg．若給左管的封閉氣體降溫，使管內(nèi)氣柱長度變?yōu)?0cm．求：
①此時左管內(nèi)氣體的溫度為多少？
②左管內(nèi)氣體放出（填“吸收”或“放出”） 的熱量，大于（填“大于”、“等于”或“小于”）外界對氣體做的功．

分析 （1）以封閉氣體為研究對象，應用理想氣體狀態(tài)方程求溫度；
（2）根據(jù)熱力學第一定律知氣體放熱大于外界對氣體做功

解答 解：①初狀態(tài)：P1=55cmHg，V1=30S  T1=577.5K
降溫后，水銀面左管上升10cm，右管下降5cm．P2=40cmHg
V2=20S
由理想氣體狀態(tài)方程得：$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$
代入數(shù)據(jù)解得：T2=280K
②由于體積減小，外界對氣體做功，溫度降低，內(nèi)能減小，根據(jù)熱力學第一定律知氣體放熱大于外界對氣體做功．
答：①此時左管內(nèi)氣體的溫度為280K
②左管內(nèi)氣體放熱大于外界對氣體做功．

點評 理想氣體狀態(tài)方程與熱力學第一定律的聯(lián)合應用是此類題目的常用方法．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．電子自靜止開始經(jīng)M、N板間（兩板間的電壓為U）的電場加速后從A點垂直于磁場邊界射入寬度為d有平行邊界的勻強磁場中，電子離開磁場時的位置P偏離入射方向的距離為L，如圖所示．求勻強磁場的磁感應強度（已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e）．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

2．如圖1所示，在xoy平面的第Ⅰ象限內(nèi)有沿x軸正方向的勻強電場E1；第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)同時存在著豎直向上的勻強電場E2和垂直紙面的勻強磁場B，E2=2.5N/C，磁場B隨時間t周期性變化的規(guī)律如圖2所示，B0=0.5T，垂直紙面向外為磁場正方向．一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電液滴從P點（0.6m，0.8m）處以速度v0=3m/s沿x軸負方向入射，恰好以指向y軸負方向的速度v經(jīng)過原點O后進入x≤0的區(qū)域．已知：m=5×10-5kg，q=2×10-4C，t=0時液滴恰好通過O點，g取10m/s2．

（1）求電場強度E1和液滴到達O點時速度v的大��；
（2）液滴從P點開始運動到第二次經(jīng)過x軸所需的時間；
（3）若從某時刻起磁場突然消失，發(fā)現(xiàn)液滴恰好以與y軸正方向成30°角的方向穿過y軸后進入x＞0的區(qū)域，試確定液滴穿過y軸時的位置．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

19．如圖，在傾角為θ=37°的足夠長固定斜面底端，一質(zhì)量m=1kg的小物塊以某一初速度沿斜面上滑，一段時間后返回出發(fā)點．物塊上滑所用時間t1和下滑所用時間t2大小之比為t1：t2=1：$\sqrt{5}$，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（1）物塊由斜面底端上滑時的初速度v1與下滑到底端時的速度v2的大小之比；
（2）物塊和斜面之間的動摩擦因數(shù)；
（3）若給物塊施加一大小為5$\sqrt{5}$N、方向與斜面成適當角度的力，使物塊沿斜面向上加速運動，求加速度的最大值．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．如圖所示，abcd為一矩形金屬線框，其中ab=cd=L，ab邊接有定值電阻R，cd邊的質(zhì)量為m，其它部分的電阻和質(zhì)量均不計，整個裝置用兩根絕緣輕彈簧懸掛起來．線框下方處在磁感應強度大小為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于紙面向里．初始時刻，兩彈簧處于自然長度，給線框一豎直向下的初速度v0，當cd邊第一次運動至最下端的過程中，R產(chǎn)生的電熱為Q，此過程cd邊始終未離開磁場，已知重力加速度大小為g，下列說法中正確的是（　　）
A．線框中產(chǎn)生的最大感應電流大于$\frac{BL{v}_{0}}{R}$
B．初始時刻cd邊所受安培力的大小為$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{0}}{R}$-mg
C．cd邊第一次到達最下端的時刻，兩根彈簧具有的彈性勢能總量大于$\frac{1}{2}$mv02-Q
D．在cd邊反復運動過程中，R中產(chǎn)生的電熱最多為$\frac{1}{2}$mv02

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

16．如圖所示，一閉合線圈匝數(shù)為n，面積為S，在磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度ω繞垂直于磁場方向的軸OO′轉(zhuǎn)動，當線圈平面經(jīng)過與磁感線平行后再轉(zhuǎn)過60°，此時穿過線圈磁通量的變化率大小為$\frac{BSω}{2}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．為了研究PM2.5的相關性質(zhì)，實驗中讓一帶電PM2.5顆粒（重力不計），垂直射入正交的勻強電場和磁場區(qū)域，如圖所示，其中M、N為正對的平行帶電金屬板，結(jié)果它恰能沿直線運動（　�。�
A．M板一定帶正電
B．PM2.5顆粒一定帶正電
C．若僅使PM2.5顆粒的帶電量增大，顆粒一定向M板偏移
D．若僅使PM2.5顆粒的速度增大，顆粒一定向N板偏移

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．質(zhì)量m=10kg的物體，在傾角θ=37°，長L=4.0m的斜面頂端由靜止開始滑下，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
（1）求物體滑到斜面底端的過程中重力對物體所做的功．
（2）求物體滑到斜面底端的過程中各個力對物體所做的總功．
（3）求物體到達底端時重力的瞬時功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．2012年9月16日，濟南軍區(qū)在“保釣演習”中，某特種兵進行了飛行跳傘表演，該傘兵從高空靜止的直升飛機上跳下，在t0時刻打開降落傘，在3t0時刻以速度v2著地．他運動的速度隨時間變化的規(guī)律如圖示．下列結(jié)論不正確的是（　　）
A．在0～t0時間內(nèi)加速度不變，在t0～3t0時間內(nèi)加速度減小
B．降落傘打開后，降落傘和傘兵所受的阻力越來越大
C．在t0～3t0的時間內(nèi)，平均速度$\overline{v}$＜$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}$
D．若第一個傘兵在空中打開降落傘時第二個傘兵立即跳下，則他們在空中的距離先增大后減小

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