【題目】如圖所示，一圓柱形絕熱汽缸開口向上豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體。活塞的質(zhì)量為m、橫截面積為S，與容器底部相距h，現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，當氣體吸收熱量時停止加熱，活塞上升了2h并穩(wěn)定，此時氣體的熱力學溫度為T1．已知大氣壓強為p0，重力加速度為g，活塞與汽缸間無摩擦且不漏氣．

求：①加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量；

②停止對氣體加熱后，在活塞上緩慢添加細砂粒，當添加砂粒的質(zhì)量為m0時，活塞恰好下降了h，求此時氣體的溫度T2。

【答案】(1) Q－2(p0S＋mg)h (2)

【解析】(ⅰ)等壓過程氣體的壓強為p1＝p0＋

則氣體對外做功W＝p1S(2h)＝2(p0S＋mg)h

由熱力學第一定律得ΔU＝Q－W

解得內(nèi)能增加量ΔU＝Q－2(p0S＋mg)h

(ⅱ)停止對氣體加熱后，活塞恰好下降了h，此時氣體的溫度為T2

則初態(tài)p1＝p0＋，V1＝3hS，熱力學溫度為T1

末態(tài)p2＝p0＋，V2＝2hS，熱力學溫度為T2

由理想氣體狀態(tài)方程

解得T2＝ (1＋)T1

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組設(shè)計了一個尋求碰撞前后不變量的實驗。實驗器材有：打點計時器、低壓交流電源(f=50Hz)、紙帶、刻度尺、表面光滑的平直金屬軌道、帶撞針的小車甲、帶橡皮泥的小車乙、天平。

該小組實驗的主要步驟有：

A用天平測出甲的質(zhì)量m甲=0.50kg，乙的質(zhì)量m乙=0.25kg

B．更換紙帶重復操作三次

C．接通電源，并給甲車一定的初速度v甲

D．將平直軌道放在水平桌面上，在其一端固定打點計時器，連接電源

E．將小車甲靠近打點計時器放置，在車后固定紙帶，將小車乙靜止地放在平直軌道中間位置

(1)上述實驗步驟合理的順序為A_________，（補充完整）

(2)從打下的紙帶中，選取比較理想的一條，如下圖所示，請補充完成下表（均保留兩位有效數(shù)字）

甲車

乙車

甲乙整體

m/kg

0.50

0.25

0.75

v/(m/s)

3.0

0

______

6.0

0

2.7

mv

1.5

0

______

mv2

4.5

0

3.0

(3)根據(jù)以上數(shù)據(jù)尋找出碰撞前后不變量的表達式為_____________________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，套在足夠長的絕緣粗糙直棒上的帶正電小球，其質(zhì)量為m，帶電荷量為q，小球可在棒上滑動�，F(xiàn)將此棒豎直放入沿水平方向且互相垂直的勻強磁場和勻強電場中，設(shè)小球電荷量不變，在小球由靜止下滑的過程中（ ）

A．小球加速度一直增大

B．小球速度一直增大，直到最后勻速

C．小球速度先增大，再減小，直到停止運動

D．桿對小球的彈力一直減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在t=0 時刻的波形圖如圖所示，波剛好傳到x=8 m的位置，P是平衡位置為x=1 m處的質(zhì)點，并經(jīng)過0.2 s完成了一次全振動，Q是平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點，M是平衡位置為x=34m處的質(zhì)點（M點圖中未畫出），則下列說法不正確的是（______）

A. 波源的起振方向沿y軸負方向

B. t=0.15 s時，質(zhì)點Q縱坐標為10 cm

C. 波剛好傳到M質(zhì)點時，質(zhì)點P振動方向沿y軸正方向

D. 當質(zhì)點M第一次出現(xiàn)在波峰位置時，質(zhì)點Q恰好出現(xiàn)在平

衡位置且振動方向沿y軸正方向

E. 從t=0.10 s到t=0.15 s，質(zhì)點P通過的路程為10 cm

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B、C、D為勻強電場中相鄰的四個等勢面，一個電子只受電場力的作用，經(jīng)過等勢面D時的動能為6 eV，經(jīng)過等勢面A時的動能為21eV，已知等勢面B的電勢為0。若相鄰兩等勢面間的距離均為5cm，下列判斷正確的是

A. 電子的動能和電勢能總和為0

B. 當電子的動能是10eV時其電勢能為6eV

C. 電子經(jīng)過A等勢面時電勢能為-5eV

D. 電場強度大小為200N/C

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的電路中，電動勢為E、內(nèi)電阻為r，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器。讓R3的滑動頭P向下滑動到某位置，電壓表V和V1的示數(shù)變化分別為ΔU和ΔU1，電流表A的示數(shù)變化ΔI，則下列說法正確的是

A. 電壓表V1和電流表A1的示數(shù)均變大

B. 電壓表V和電流表A的示數(shù)均變小

C. 的絕對值一定大于

D. 電源的輸出功率一定增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】要使真空中的兩個點電荷間的庫侖力增大到原來的4倍,下列方法中可行的是：( )

A. 使兩個點電荷的電荷量都加倍,同時電荷間的距離變?yōu)樵瓉淼?/span>1/2

B. 使兩個點電荷的電荷量都減半,同時電荷間的距離變?yōu)樵瓉淼?/span>1/4

C. 保持點電荷的電荷量不變,同時將兩個點電荷間的距離減小為原來的1/2

D. 保持點電荷的電荷量不變,使兩個電荷間的距離增大到原來的2倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直線MN上方有垂直紙面向里的勻強磁場，有兩個相同的粒子1和2（不計重力），粒子1從磁場邊界上的a點垂直MN和磁場方向射入磁場，經(jīng)t1時間從b點離開磁場。之后粒子2也由a點沿圖示方向以相同速率垂直磁場方向射入磁場，經(jīng)t2時間從a．b連線的中點c離開磁場， 則下述正確的是(　　)

A. 兩粒子均帶正電

B. 兩粒子均帶負電

C. t1:t2= 3:2

D. t1:t2= 3:1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學利用打點計時器和氣墊導軌做驗證動量守恒定律的實驗，氣墊導軌裝置如下圖甲所示，所用的氣墊導軌裝置由導軌、滑塊、彈射架等組成．在空腔導軌的兩個工作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣，空氣會從小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導軌上，這樣就大大減小了因滑塊和導軌之間的摩擦而引起的誤差．

下面是實驗的主要步驟：

①安裝好氣墊導軌，調(diào)節(jié)氣墊導軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導軌水平；

②向氣墊導軌通入壓縮空氣；

③把打點計時器固定在緊靠氣墊導軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點計時器和彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點計時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；

④使滑塊1擠壓導軌左端彈射架上的橡皮繩；

⑤把滑塊2放在氣墊導軌的中間；已知碰后兩滑塊一起運動；

⑥先接通電源，后放開滑塊1.讓滑塊帶動紙帶一起運動；

⑦取下紙帶，重復步驟④⑤⑥，選出較理想的紙帶如圖乙所示；

⑧測得滑塊1(包括撞針)的質(zhì)量為310 g，滑塊2(包括橡皮泥)的質(zhì)量為205 g.

(1)已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，計算可知兩滑塊相互作用前質(zhì)量與速度的乘積之和為_________kg·m/s；兩滑塊相互作用以后質(zhì)量與速度的乘積之和為________kg·m/s.(保留3位有效數(shù)字)

(2)試說明(1)問中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_______________________

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