【題目】如圖所示，一活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在固定導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，活塞可沿汽缸無摩擦地滑動，活塞橫截面積為S＝0.01 m2、質(zhì)量為m＝10 kg，活塞距離汽缸底部的距離為h0＝10 cm，外界大氣壓強p0＝1.0×105 Pa，環(huán)境溫度為t0＝27 ℃，g＝10 m/s2。

(ⅰ)當(dāng)環(huán)境溫度緩慢升高至57 ℃時，試比較此過程中氣體吸收的熱量Q與物體內(nèi)能變化量ΔU的大小關(guān)系。

(ⅱ)當(dāng)環(huán)境溫度升高至57 ℃時，為使活塞距離汽缸底部的距離仍為10 cm，可使汽缸水平向右做勻加速直線運動，此時加速度應(yīng)為多大？

【答案】(ⅰ)Q＞ΔU　(ⅱ)10 m/s2

【解析】試題分析：氣體等圧膨脹，溫度升高，體積增大，對外做功，內(nèi)能增加，根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析比較此過程中氣體吸收的熱量Q與物體內(nèi)能變化△U的大小關(guān)系；氣體等容變化，根據(jù)查理定律求出末態(tài)的壓強，再以活塞為研究對象求出加速度。

(ⅰ)活塞在氣缸內(nèi)無摩擦滑動，緩慢升溫過程中，氣缸內(nèi)的氣體壓強等于大氣壓，氣體發(fā)生等圧変化，溫度升高，內(nèi)能增加△U＞0，體積變大，氣體對外做功W＜0，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，△U=W+Q，氣體吸熱，且Q＞△U

(ⅱ)活塞距離汽缸底部的距離仍為10 cm，由查理定律得：

即：

解得p＝1.1×105 Pa

對活塞，由牛頓第二定律得

代入數(shù)據(jù)解得：a＝10 m/s2

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑金屬軌道由圓弧部分和水平部分組成，圓弧軌道與水平軌道平滑連接，水平部分足夠長，軌道間距為L=1m，平直軌道區(qū)域有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為IT，同種材料的金屬桿a、b長度均為L，a放在左端彎曲部分高h=0.45m處，b放在水平軌道上，桿ab的質(zhì)量分別為ma=2kg，mb=1kg，桿b的電阻Rb=0.2Ω，現(xiàn)由靜止釋放a，已知桿a、b運動過程中不脫離軌道且不相碰，g取10m/s2，則

A. a、b勻速運動時的速度為2m/s

B. 當(dāng)b的速度為1m/s時，b的加速度為3.75m/s2

C. 運動過程中通過b的電量為2C

D. 運動過程中b產(chǎn)生的焦耳熱為1.5J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1） 在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學(xué)實驗起到了非常重要的作用。下列說法符合歷史事實的是____________。

A.密立根通過油滴實驗測得了基本電荷的數(shù)值

B.貝克勒爾通過對天然放射性現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核

C.居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙（P0）和鐳(Ra)兩種新元素

D.盧瑟福通過а粒子散射實驗，證實了在原子核內(nèi)存在質(zhì)子

E.湯姆孫通過陰極射線在電場和在磁場中的偏轉(zhuǎn)實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負電的粒子組成，并測出了該粒子的比荷

（2） 現(xiàn)利用圖（a）所示的裝置驗證動量守恒定律。在圖（a）中，氣墊導(dǎo)軌上有A，B兩個滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點計時器（圖中未畫出）的紙帶相連；滑塊B左側(cè)也帶有一彈簧片，上面固定一遮光片，光電計時器（未完全畫出）可以記錄遮光片通過光電門的時間。

實驗測得滑塊A質(zhì)量m1=0.310kg，滑塊B的質(zhì)量m2=0.108kg，遮光片的寬度d=1.00cm；打點計時器所用的交流電的頻率為f=50HZ。將光電門固定在滑塊B的右側(cè)，啟動打點計時器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰；碰后光電計時器顯示的時間為，碰撞前后打出的紙帶如圖（b）所示。

若實驗允許的相對誤差絕對值最大為5℅，本實驗是否在誤差范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律？寫出運算過程____________________________________________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一截面為正方形ABCD的正方體容器放在真空環(huán)境中，正方形邊長為l，一束光線沿AC方向射來，由于容器內(nèi)盛裝有某種液體，使光線折射到距離C點處的O點，已知液體的折射率，真空中的光速為c，求：

①盛裝液體的高度h；

②光從A到O所用的時間t。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，若已知這列波周期為1 s，則下列判斷中正確的是

A. 這列波的振幅為8 cm

B. 這列波的波速為4 m/s

C. 圖示時刻x ＝2 m處的質(zhì)點沿y軸正方向運動

D. 圖示時刻x ＝5 m處質(zhì)點的加速度大小為零

E. 從圖示時刻開始再經(jīng)過1.5 s，x＝12 m處的質(zhì)點剛好從平衡位置開始向y軸正方向運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長的光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一個定值電阻R，勻強磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面向上，將ab棒在導(dǎo)軌上無初速度釋放，當(dāng)ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時，速度為v，電阻R上消耗的功率為P。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒電阻不計。下列判斷正確的是

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A. 導(dǎo)體棒的a端比b端電勢低

B. ab棒在達到穩(wěn)定狀態(tài)前做加速度減小的加速運動

C. 若磁感應(yīng)強度增大為原來的2倍，其他條件不變，則ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時速度將變?yōu)樵瓉淼?/span>

D. 若換成一根質(zhì)量為原來2倍的導(dǎo)體棒，其他條件不變，則導(dǎo)體棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時R的功率將變?yōu)樵瓉淼?/span>4倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某空間中有四個方向垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度大小相同、半徑均為R的圓形勻強磁場區(qū)域1、2、3、4。其中1與4相切，2相切于1和3,3相切于2和4，且第1個磁場區(qū)域和第4個磁場區(qū)域的豎直方向的直徑在一條直線上。一質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的粒子，靜止置于電勢差為U0的帶電平行板(豎直放置)形成的電場中(初始位置在負極板附近)，經(jīng)過電場加速后，從第1個磁場的最左端水平進入，并從第3個磁場的最下端豎直穿出。已知tan 22.5°=0.4，不計帶電粒子的重力。

（1）求帶電粒子進入磁場時的速度大�。�

（2）試判斷：若在第3個磁場的下面也有一電勢差為U0的帶電平行板(水平放置，其小孔在第3個磁場最下端的正下方)形成的電場，帶電粒子能否按原路返回？請說明原因；

（3）求勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小B；

（4）若將該帶電粒子自該磁場中的某個位置以某個速度釋放后恰好可在四個磁場中做勻速圓周運動，則該粒子的速度大小v′為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)設(shè)計的可調(diào)電源電路如圖（a）所示，R0為保護電阻，P為滑動變阻器的滑片。閉合電建S。

①用電壓表測量A、B兩端的電壓：將電壓表調(diào)零，選擇0-3V擋，示數(shù)如圖22（b），電壓值為 V。

②在接通外電路之前，為了保證外電路的安全，滑片P應(yīng)先置于 端。

③要使輸出電壓變大，滑片P應(yīng)向 端滑動。

④若電源電路中不接入R0，則在使用過程中，存在 的風(fēng)險（填“斷路”或“短路”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為θ的光滑斜面足夠長，一質(zhì)量為m的小物體，在沿斜面向上的恒力F作用下，由靜止從斜面底端沿斜面向上做勻加速直線運動，經(jīng)過時間t，力F做功為60J，此后撤去力F，物體又經(jīng)過相同的時間t回到斜面底端，若以地面為零勢能參考面，則下列說法中正確的是(　　)

A. 物體回到斜面底端的動能為60J

B. 恒力F＝2mgsinθ

C. 撤去力F時，物體的重力勢能是45J

D. 動能與勢能相等的時刻一定出現(xiàn)在撤去力F之后

【答案】ACD

【解析】試題分析：物體靜止開始從斜面底端開始運動知道最后返回斜面底端，此過程斜面光滑沒有摩擦力做功，重力做功為0，根據(jù)動能定理有Ek-0=WF=60J，選項A對。撤去F前，加速度a=-gsinθ，撤去F后，加速度a'=gsinθ。根據(jù)力F撤去前后位移等大反向，判斷撤去前后平均速度等大方向，由于撤去前后都是勻變速所以有，整理得a'=3a，即F=mgsinθ，選項B錯。撤去力F前，力F做功Fs=mgsinθ·s=60J，重力做功-mgsinθ·s =45J，所以撤出力F時，物體的重力勢能是45J選項C對。力F撤去前，合力mgsinθ小于重力沿斜面的分力mgsinθ，即合力做功小于克服重力做功，增加的動能小于增加的重力勢能，撤去力F之前一定是重力勢能大于動能，最返回斜面時重力勢能為0，小于動能，所以動能與勢能相等的時刻一定出現(xiàn)在撤去力F之后選項D對。

考點：動能定理 牛頓運動定律

【名師點睛】

【題型】單選題
【結(jié)束】
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【題目】將輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放；小球離開桌面后落到水平地面．測量出小球質(zhì)量m、平拋運動的豎直位移h(即桌面高度)以及________，就可以測出彈簧被壓縮后的彈性勢能為________．(結(jié)果用測量量表示，已知重力加速度大小為g)．

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同步練習(xí)冊答案