15．如圖所示，一圓柱形絕熱氣缸豎豎直放置，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，活塞的橫截面積為S，初始時，氣體的溫度為T0，活塞與容器底部相距h，現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，當(dāng)氣體吸收熱Q時活塞下降h，已知大氣壓強為P0，重力加速度為g，不計活塞與氣缸的摩擦．求此時氣體的溫度和加熱過程中氣體內(nèi)能的增加量．

分析 （1）緩慢加熱氣體時氣體做等壓變化，確定加熱前后的狀態(tài)參量，根據(jù)蓋呂薩克定律列方程求解；
（2）以活塞為研究對象，根據(jù)平衡條件列方程求解缸內(nèi)氣體壓強；根據(jù)熱力學(xué)第一定律求解缸內(nèi)氣體內(nèi)能的增加量．

解答 解：（1）首先緩慢加熱氣體時氣體做等壓變化，
初狀態(tài)：V1=hs T1=T0；
末狀態(tài)：V2=2hs T2=？
根據(jù)蓋呂薩克定律：$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$
解得：T2=2T0
（2）以活塞為研究對象受力分析，根據(jù)平衡條件：
PS+mg=P0S
得：P=P0-$\frac{mg}{S}$
氣體對外做功W=P△V=（P0-$\frac{mg}{S}$）×hs
根據(jù)熱力學(xué)第一定律：△U=Q-W=Q-P0hs+mgh．
答：（1）此時缸內(nèi)氣體的溫度為2T0；
（2）加熱過程中缸內(nèi)氣體內(nèi)能的增加量Q-P0hs+mgh．

點評 解決本題的關(guān)鍵是：等壓變化時氣體做功為2=P△V．然后根據(jù)熱力學(xué)第一定律計算內(nèi)能的變化量．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．釷${\;}_{90}^{234}$Th具有放射性，它能放出一個新的粒子而變?yōu)殓h${\;}_{91}^{234}$Pa，同時伴隨有γ射線產(chǎn)生，其方程為${\;}_{90}^{234}$Th→${\;}_{91}^{234}$Pa+x，釷的半衰期為24天．則下列說法正確的是（　�。�
A．x為質(zhì)子
B．x是釷核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子時產(chǎn)生的
C．γ射線是鏷核從高能級向低能級躍遷時輻射出來的
D．1g釷${\;}_{90}^{234}$Th經(jīng)過120天后還剩0.2g釷

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

6．火星是太陽系中唯一的類地行星，可能適合人類居�。覈媱澰�2020年實現(xiàn)火星著陸巡視，在2030年實現(xiàn)火星采樣返回．已知火星表面的重力加速度為g火，火星的平均密度為ρ．火星可視為球體，火星探測器離火星表面的高度為h，繞火星做勻速圓周運動的周期為T．僅根據(jù)以上信息能求出的物理量是（　�。�
A．火星探測器的質(zhì)量B．引力常量
C．火星探測器與火星間的萬有引力D．火星的第一宇宙速度

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．如圖所示，BC為半徑R=0.8m的$\frac{1}{4}$圓弧固定在水平地面上，AB為水平軌道，兩軌道在B處相切連接；AB軌道上的滑塊P通過不可伸長的輕繩與套在豎直光滑細桿的滑塊Q連接；P、Q均可視為質(zhì)點且圓弧軌道C點與豎直桿間距離足夠遠，開始時，P在A處，Q在與A同一水平面上的E處，且繩子剛好伸直處于水平，固定的小滑輪在D處，DE=0.35m，現(xiàn)把Q從靜止釋放，當(dāng)下落h=0.35m時，P恰好到達圓弧軌道的B點，且剛好對B無壓力，并且此時繩子突然斷開，取g=10m/s2．試求：
（1）在P到達B處時，P、Q的速度大小分別為多少；
（2）滑塊P、Q落地的時間差．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

10．A、B兩塊正對的金屬板豎直放置，在金屬板A的內(nèi)側(cè)表面系一絕緣細線，細線下端系一帶電小球（可視為點電荷）．兩塊金屬板接在如圖所示的電路中，電路中的R1為光敏電阻（其阻值隨所受光照強度的增大而減�。�，R2為滑動變阻器，R3為定值電阻．當(dāng)R2的滑片P在中間時閉合電鍵S，此時電流表和電壓表的示數(shù)分別為I和U，帶電小球靜止時絕緣細線與金屬板A的夾角為θ．電源電動勢E和內(nèi)阻r一定，電表均為理想電表．下列說法中正確的是（　�。�
A．無論將R2的滑動觸頭P向a端移動還是向b端移動，θ均不會變化
B．若將R2的滑動觸頭P向b端移動，則I減小，U減小
C．保持滑動觸頭P不動，用較強的光照射R1，則小球重新達到穩(wěn)定后θ變小
D．保持滑動觸頭P不動，用較強的光照射R1，則U變化量的絕對值與I變化量的絕對值的比值不變

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．研究滑動摩擦力大小的實驗裝置如圖所示，木塊和木板疊放于水平桌面上，彈簧測力計水平固定，通過水平細繩與木塊相連．用緩慢增大的力拉動木板，使之在桌面上滑動（木塊始終未脫離木板）．彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定后，（　�。�
A．拉木板的拉力等于彈簧測力計示數(shù)
B．拉木板的拉力小于彈簧測力計示數(shù)
C．拉木板的拉力大于彈簧測力計示數(shù)
D．拉木板的拉力小于、等于、大于彈簧測力計示數(shù)均可

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．某住宅區(qū)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，由交流發(fā)電機和理想降壓變壓器組成．發(fā)電機中矩形線圈所圍的面積為S，匝數(shù)為N，電阻不計．它可繞水平軸OO′在磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動．矩形線圈通過滑環(huán)連接變壓器．R0表示輸電線的電阻，其它部分電阻忽略不計．以線圈平面與磁場平行時為計時起點，下列判斷正確的是（　�。�
A．若發(fā)電機線圈某時刻處于圖示位置，變壓器原線圈的電流瞬時值最小
B．經(jīng)過半個周期，電壓表讀數(shù)為0
C．發(fā)電機線圈感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為e=NBSωsinωt
D．當(dāng)用戶數(shù)目增多時，電壓表的讀數(shù)不變，電流表讀數(shù)變大

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

4．如圖所示，在傾斜角為θ的光滑斜面上，相距均為d的三條虛線l1、l2、l3，它們之間的區(qū)域Ⅰ、Ⅱ分別存在垂直斜面向下和垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，一個質(zhì)量為m、邊長為d、總電阻為R的正方形導(dǎo)線框從l1上方一定高度處由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊在越過l1進入磁場Ⅰ時，恰好以速度v1做勻速直線運動；當(dāng)ab邊在越過l2運動到l3之前的某個時刻，線框又開始以速度v2做勻速直線運動，重力加速度為g．在線框從釋放到穿出磁場的過程中，下列說法正確的是（　　）
A．線框中感應(yīng)電流的方向不變
B．線框ab邊從l1運動到l2所用時間大于從l2運動到l3所用時間
C．線框以速度v2勻速直線運動時，發(fā)熱功率為$\frac{{m}^{2}{g}^{2}Rsi{n}^{2}θ}{4{B}^{2}n3uxbyx^{2}}$
D．線框從ab邊進入磁場到速度變?yōu)関2的過程中，減少的機械能△E機與重力做功WG的關(guān)系式是△E機=WG+$\frac{1}{2}$mv${\;}_{1}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{2}^{2}$

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．如圖所示，一質(zhì)點做勻加速直線運動先后經(jīng)過A、B、C三點，已知從A到B和從B到C速度的增加量△v均為2m/s，AB間的距離x1=3m，BC間的距離x2=5m，則物體的加速度為（　�。�
A．1m/s2B．2m/s2C．3m/s2D．4m/s2

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