4．如圖所示，一輕活塞將體積為V、溫度為2T0的理想氣體，密封在內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱氣缸內(nèi)．已知大氣壓強(qiáng)為p0，大氣的溫度為T(mén)0，氣體內(nèi)能U與溫度的關(guān)系為U=aT（a為正常數(shù)）．在氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢降為T(mén)0的過(guò)程中，求：
①氣體內(nèi)能減少量△U；
②氣體放出的熱量Q．

分析 （1）結(jié)合題目給出的條件即可求出氣體內(nèi)能減少量；
（2）找出初狀態(tài)和末狀態(tài)的物理量，由查理定律和蓋•呂薩克定律求體積，根據(jù)功的公式和內(nèi)能表達(dá)式求放出的熱量．

解答 解：①由題意可知?dú)怏w內(nèi)能U與溫度的關(guān)系為U=aT，所以開(kāi)始時(shí)氣體的內(nèi)能：U1=a•2T0
末狀態(tài)：U2=aT0；
內(nèi)能的減小：△U=U2-U1=aT0
②設(shè)溫度降低后的體積為V′，由查理定律則：$\frac{V}{2{T}_{0}}=\frac{V′}{{T}_{0}}$
外界對(duì)氣體做功：W=P0（V-V′）     
熱力學(xué)第一定律：△U=W+Q        
解得：Q=$\frac{1}{2}{P}_{0}V+a{T}_{0}$
答：①氣體內(nèi)能減少量△U是aT0；
②氣體放出的熱量是$\frac{1}{2}{P}_{0}V+a{T}_{0}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用和熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用，注意氣體的初末的狀態(tài)參量是解答的關(guān)鍵，難度適中．

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：選擇題

14．如圖所示，粗槌水平面上有三角形木塊甲，用水平力F推其上的另一個(gè)小三角形木塊乙，開(kāi)始時(shí)甲、乙都處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)增大F的大小，甲、乙仍保持靜止，則（　　）
A．甲受地面的支持力一定減小B．甲受地面的摩擦力一定增大
C．乙受甲的摩擦力一定減小D．乙受中的支持力不一定增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

15．北京奧運(yùn)火炬實(shí)現(xiàn)了成功登上珠峰的預(yù)定目標(biāo)，如圖所示是火炬手攀登珠峰的線路圖，請(qǐng)根據(jù)此圖判斷下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．由起點(diǎn)到終點(diǎn)火炬手所走線路的總長(zhǎng)度是火炬的位移
B．線路總長(zhǎng)度與火炬所走時(shí)間的比值等于登山的平均速率
C．線路總長(zhǎng)度與火炬所走時(shí)間的比值等于登山的平均速度
D．起點(diǎn)到終點(diǎn)間的距離與火炬手所走時(shí)間的比值等于通過(guò)大本營(yíng)的瞬時(shí)速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

12．如圖甲為應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)和火車站的安全檢查儀，用于對(duì)旅客的行李進(jìn)行安全檢查．其傳送裝置可簡(jiǎn)化為如圖乙的模型，緊繃的傳送帶始終保持v=1m/s的恒定速率運(yùn)行．旅客把質(zhì)量為5kg的行李無(wú)初速度地放在A處，設(shè)行李與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，A、B間的距離為2m，g取10m/s2．若乘客把行李放到傳送帶的同時(shí)也以v=1m/s的恒定速率平行于傳送帶運(yùn)動(dòng)到B處取行李，則（　�。� 
A．乘客比行李先到達(dá)B處
B．行李一直做加速直線運(yùn)動(dòng)
C．乘客提前0.5s到達(dá)B處
D．行李從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦熱為5J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

19．某國(guó)發(fā)射了一顆環(huán)繞月球表面運(yùn)行的小衛(wèi)星，已知衛(wèi)星的軌道半徑為R，結(jié)合下列選項(xiàng)所給的物理量，可以計(jì)算出衛(wèi)星周期的有（　　）
A．近月衛(wèi)星的線速度vB．月球表面重力加速度g
C．引力常量G、月球質(zhì)量MD．引力常量G、衛(wèi)星質(zhì)量m

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

9．一靜止的钚核發(fā)生衰變后放出一個(gè)α粒子變成鈾核．已知钚核質(zhì)量為m1，α粒子質(zhì)量為m2，鈾核質(zhì)量為m3，光在真空中的傳播速度為c．
①如果放出的粒子的速度大小為v，求鈾核的速度大小v′．
②求此衰變過(guò)程中釋放的總能量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

16．從地面上以初速度2v0豎直上拋物體A，相隔時(shí)間△t后再以初速度v0從同一地點(diǎn)豎直上拋物體B，不計(jì)空氣阻力．以下說(shuō)法正確的是（　�。�
A．物體A、B可能在物體A上升過(guò)程中相遇
B．物體A、B只能在物體A下降過(guò)程中相遇
C．要使物體A、B相遇需要滿足條件△t＜$\frac{2{v}_{0}}{g}$
D．要使物體A、B相遇需要滿足條件△t＞$\frac{4{v}_{0}}{g}$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

13．如圖所示，直角玻璃三棱鏡置于空氣中，已知∠A=60°，∠C=90°，一束極細(xì)的單色光于AC的中點(diǎn)D垂直AC面入射，AD=a，棱鏡的折射率為n=2，求：
（1）光第一次從棱鏡中射入空氣時(shí)的折射角；
（2）光從進(jìn)入棱鏡到它第一次射入空氣所經(jīng)歷的時(shí)間（設(shè)光在真空中的傳播速度為c）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

4．如圖所示，在xOy平面內(nèi)有一半徑為a的圓形區(qū)域，其圓心O′的坐標(biāo)為（2a，0），與x軸交點(diǎn)為M、N，該區(qū)域內(nèi)無(wú)磁場(chǎng)；在y軸和直線x=3a之間的其他區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從y軸上，某點(diǎn)以與y軸正向的夾角為60°方向射入磁場(chǎng)，不計(jì)粒子重力，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．若粒子不經(jīng)過(guò)圓形區(qū)域就能到達(dá)N點(diǎn)，則粒子的初速度大小為$\frac{2qBa}{m}$
B．若粒子不經(jīng)過(guò)圓形區(qū)域就能到達(dá)N點(diǎn)，則粒子的初速度大小為$\frac{3qBa}{m}$
C．若粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為$\frac{πm}{3qB}$，且粒子能到達(dá)N點(diǎn)，則粒子的初速度大小為$\frac{3qBa}{2m}$
D．若粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為$\frac{πm}{3qB}$，且粒子能到達(dá)N點(diǎn)，則粒子的初速度大小為$\frac{\sqrt{3}qBa}{2m}$

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