【題目】如圖所示，一圓柱形絕熱汽缸豎直放置，通過(guò)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，與汽缸底部相距高度為h，此時(shí)封閉氣體的溫度為T。現(xiàn)通過(guò)很細(xì)電熱絲緩慢加熱氣體，電熱絲產(chǎn)生熱量全部被氣體吸收，電熱絲兩端電壓為U，通過(guò)它的電流為I。經(jīng)過(guò)時(shí)間t時(shí)，氣體溫度上升到1.5T。已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，不計(jì)活塞與汽缸的摩擦，求：

①加熱后活塞到汽缸底部的距離；

②加熱過(guò)程中氣體的內(nèi)能增加量。

【答案】①h′=1.5h；②△U=UIt-0.5h（p0S+mg）

【解析】

①封閉發(fā)生等壓變化，活塞橫截面積為S，初態(tài)體積V1=hS，溫度T1=T，

末態(tài)體積V2=h′S，溫度T2=1.5T

根據(jù)蓋一呂薩克定律可得

解得加熱后活塞到汽缸底部的距離

h′=1.5h

②根據(jù)受力平衡可得封閉氣體的壓強(qiáng)

升溫過(guò)程對(duì)外做功

W=-p（h′-h）S

熱力學(xué)第一定律

△U=W+Q

又

Q=UIt

聯(lián)立可得

△U=UIt-0.5h（p0S+mg）

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，PQ和MN是固定于傾角為30o斜面內(nèi)的平行光滑金屬軌道，軌道足夠長(zhǎng)，其電阻可忽略不計(jì)。金屬棒ab、cd放在軌道上，始終與軌道垂直，且接觸良好。金屬棒ab的質(zhì)量為2m、cd的質(zhì)量為m，長(zhǎng)度均為L、電阻均為R；兩金屬棒的長(zhǎng)度恰好等于軌道的間距，并與軌道形成閉合回路。整個(gè)裝置處在垂直斜面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若鎖定金屬棒ab不動(dòng)，使金屬棒cd在與其垂直且沿斜面向上的恒力F=2mg作用下，沿軌道向上做勻速運(yùn)動(dòng)。重力加速度為g；

（1）試推導(dǎo)論證：金屬棒cd克服安培力做功的功率P安 等于電路獲得的電功率P電；_________

（2）設(shè)金屬棒cd做勻速運(yùn)動(dòng)中的某時(shí)刻t0=0，恒力大小變?yōu)?/span>F′=1.5mg，方向不變，同時(shí)解鎖、靜止釋放金屬棒ab，直到t時(shí)刻金屬棒ab開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)；求：

①t時(shí)刻以后金屬棒ab的熱功率Pab _________；

②0～t時(shí)刻內(nèi)通過(guò)金屬棒ab的電量q ________ ；

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示為某探究小組設(shè)計(jì)的“用DIS測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。一長(zhǎng)木板固定在水平桌面上，長(zhǎng)木板上表面水平，輕彈簧水平放置在長(zhǎng)木板上，其右端固定在長(zhǎng)木板的C處，左端連一木塊，木塊上方固定有窄片P，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，木塊在A點(diǎn)處，光電門(mén)(未畫(huà)出，用以測(cè)量窄片的遮光時(shí)間)固定在A點(diǎn)。第一次，將木塊向右壓縮彈簧使木塊移到B點(diǎn)處并由靜止釋放，記下木塊通過(guò)A處時(shí)窄片的遮光時(shí)間t1測(cè)出木塊的質(zhì)量m1；第二次，在木塊上方增加砝碼后，向右壓縮彈簧使木塊再次移到B點(diǎn)處并由靜止釋放，木塊通過(guò)A處記下窄片的遮光時(shí)間t2。測(cè)出木塊和砝碼的總質(zhì)量m2；如此反復(fù)多次實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(已知重力加速度大小為g)

(1)為了測(cè)量木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有_______。

A.窄片的寬度d

B.A、B兩點(diǎn)間的距離x

C.木塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的時(shí)間t0

D.彈簧的勁度系數(shù)k

(2)在坐標(biāo)紙上作出窄片遮光時(shí)間t的平方的倒數(shù)隨木塊質(zhì)量的倒數(shù)變化的關(guān)系圖象，如圖乙所示，根據(jù)圖線，求得木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ =__________，木塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過(guò)程，彈簧對(duì)木塊做的總功WF =_____________。(用含a、b、g及還需要測(cè)量的物理量字母表示)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.將由放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解，會(huì)改變放射性元素的半衰期

B.核反應(yīng)方程中的y=206，X的中子個(gè)數(shù)為128

C.一群氫原子從n=3的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，只能輻射出兩種不同頻率的光子

D.由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、研制的世界第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（又稱(chēng)“人造太陽(yáng)”）已完成了首次工程調(diào)試，“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程式可能為：

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.在靜穩(wěn)的霧霾天氣中，PM2.5濃度會(huì)保持穩(wěn)定，PM2.5在空氣中做布朗運(yùn)動(dòng)

B.第二類(lèi)水動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第一定律

C.對(duì)于一定量的理想氣體，若氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，則其內(nèi)能也一定不變

D.晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體

E.液體表面張力產(chǎn)生的原因是液體表面層分子較稀疏，分子間引力大于斥力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑的水平地面上靜止放置一質(zhì)量為M＝1kg的木板A，木板上表面粗糙且固定一豎直擋板，擋板上連接一輕質(zhì)彈簧，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，在彈簧的左端輕放一質(zhì)量為m＝0.9kg的物塊B，現(xiàn)有一顆質(zhì)量為m0＝0.1kg的子彈C以v0＝400m/s的速度水平擊中物塊并嵌入其中，該過(guò)程作用時(shí)間極短，則在A、B、C相互作用的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的有（　�。�

A.A、B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

B.A、B、C以及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

C.子彈擊中物塊B的瞬間對(duì)物塊B產(chǎn)生的沖量為40N·s

D.彈簧被壓縮到最短時(shí)木板的速度為20m/s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L=1m，上端連接一個(gè)阻值R=1Ω的電阻，導(dǎo)軌平面與水平面夾角，長(zhǎng)為L的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。已知金屬棒ab的質(zhì)量為m=2kg、阻值，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，重力加速度g=10m/s2，導(dǎo)軌電阻不計(jì)�，F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，金屬棒ab從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，若金屬棒下滑距離為s=50m時(shí)速度恰達(dá)到最大（sin=0.6，cos=0.8），求：

(1)金屬棒剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度；

(2)金屬棒的最大速度；

(3)金屬棒由靜止開(kāi)始下滑位移為s的過(guò)程中，金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，傳送帶與水平面之間的夾角θ=30°，其上A、B兩點(diǎn)間的距離L=5m，傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下以v=1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)將一質(zhì)量m=10kg的小物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕放在傳送帶的A點(diǎn)，已知小物體與傳送之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=，在傳送帶將小物體從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的過(guò)程中，求：（取g=10m/s2）

（1）物體剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的加速度大小；

（2）物體從A到B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

（3）傳送帶對(duì)小物體做的功；

（4）電動(dòng)機(jī)做的功。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在y>0的空間中存在著垂直xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在y<0的空間中存在著平行于xOy平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸正方向成45°夾角斜向下。一質(zhì)量為m，帶電量為q的帶正電粒子,不計(jì)粒子的重力，該粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)以初速度v0進(jìn)入磁場(chǎng)，方向與x軸負(fù)方向成45夾角斜向上，然后經(jīng)過(guò)M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，并與y軸負(fù)半軸相切于N點(diǎn)。已知M點(diǎn)坐標(biāo)為（L，0）。求：

(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。

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