【題目】如圖所示，可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的平臺(tái)上固定著一個(gè)內(nèi)壁光滑的氣缸，氣缸內(nèi)有一導(dǎo)熱性能良好的活塞，活塞面積為S，活塞底面與氣缸底面平行，一定質(zhì)量的理想氣體密封在氣缸內(nèi)。當(dāng)平臺(tái)傾角為37°時(shí)，氣缸內(nèi)氣體體積為V，將平臺(tái)順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)直至水平，穩(wěn)定時(shí)氣缸內(nèi)氣體的體積為0.9V，該過(guò)程中環(huán)境溫度始終為T0，外界大氣壓強(qiáng)為p0。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。重力加速度為g。

(i)求活塞的質(zhì)量；

(ⅱ)若平臺(tái)轉(zhuǎn)至水平后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，環(huán)境溫度緩慢降至0.9T0(大氣壓強(qiáng)p0保持不變)，該過(guò)程中氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能的減少量為0.14p0V，求該過(guò)程中氣缸內(nèi)氣體放出的熱量Q。

【答案】（ⅰ） (ⅱ) 0.32p0V

【解析】

（ⅰ）設(shè)活塞質(zhì)量為m，當(dāng)平臺(tái)傾角為37°時(shí)

氣缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為：

氣體的體積為：V1＝V

平臺(tái)水平時(shí)，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)的大小

氣體的體積:V2=0.9V

由玻意耳定律有：

聯(lián)立得：

(ⅱ) 降溫過(guò)程，氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，由蓋呂薩克定律有：

解得：V3＝0.81V

活塞下降過(guò)程，外界對(duì)氣體做功為：

已知?dú)飧變?nèi)氣體內(nèi)能內(nèi)能減小了△U：

由熱力學(xué)第一定律：△U＝W+Q

得放出的熱量 Q為

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】如圖甲所示，長(zhǎng)為L的長(zhǎng)木板水平放置，可繞左端的轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，左端固定一原長(zhǎng)為的彈簧，一質(zhì)量為的小滑塊壓縮彈簧到圖甲中的點(diǎn)（物體與彈簧不連接），間距離為。將小滑塊由靜止釋放后，木板不動(dòng)，小滑塊恰能到達(dá)木板最右端。將木板繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)37°后固定，如圖乙所示，仍將物體由點(diǎn)靜止釋放，物體最多運(yùn)動(dòng)到離O點(diǎn)的b點(diǎn)。已知彈簧的彈性勢(shì)能，其中k為彈性系數(shù)，為彈簧的形變量。取。下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.物體與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

B.物體在點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為

C.長(zhǎng)木板水平放置時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能為

D.長(zhǎng)木板水平放置時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大動(dòng)能為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】北斗導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)我國(guó)的發(fā)展具有極為重要的作用，該系統(tǒng)共有35顆衛(wèi)星，其中有5顆為地球同步靜止軌道衛(wèi)星作為信息“中繼衛(wèi)星”，其距地面高度為h1；另外24顆為中軌道“定位衛(wèi)星”，其距地面高度為h2。地球半徑為R，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.“中繼衛(wèi)星”和“定位衛(wèi)星”線速度之比為

B.“中繼衛(wèi)星”和“定位衛(wèi)星”角速度之比為

C.“中繼衛(wèi)星”和“定位衛(wèi)星”向心加速度之比為

D.“中繼衛(wèi)星”和“定位衛(wèi)星”周期之比為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】電影《流浪地球》講述的是面對(duì)太陽(yáng)快速老化膨脹的災(zāi)難，人類制定了“流浪地球”計(jì)劃，這首先需要使自轉(zhuǎn)角速度大小為的地球停止自轉(zhuǎn)，再將地球推移出太陽(yáng)系到達(dá)距離太陽(yáng)最近的恒星（比鄰星）。為了使地球停止自轉(zhuǎn)，設(shè)想的方案就是在地球赤道上均勻地安裝N臺(tái)“噴氣”發(fā)動(dòng)機(jī)，如下圖所示（N較大，圖中只畫出了4個(gè)）。假設(shè)每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)均能沿赤道的切線方向提供大小恒為F的推力，該推力可阻礙地球的自轉(zhuǎn)。已知描述地球轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程與描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的牛頓第二定律方程F=ma具有相似性，為，其中M為外力的總力矩，即外力與對(duì)應(yīng)力臂乘積的總和，其值為NFR；I為地球相對(duì)地軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；β為單位時(shí)間內(nèi)地球的角速度的改變量。將地球看成質(zhì)量分布均勻的球體，下列說(shuō)法中正確的是（　�。�

A.在與F=ma的類比中，與質(zhì)量m對(duì)應(yīng)的物理量是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I，其物理意義是反映改變地球繞地軸轉(zhuǎn)動(dòng)情況的難易程度

B.β的單位為rad/s

C.地球自轉(zhuǎn)剎車過(guò)程中，赤道表面附近的重力加速度逐漸變小

D.地球停止自轉(zhuǎn)后，赤道附近比兩極點(diǎn)附近的重力加速度大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲為電動(dòng)汽車無(wú)線充電原理圖，M為受電線圈，N為送電線圈。圖乙為受電線圈M的示意圖，線圈匝數(shù)為n、電阻為r、橫截面積為S，a、b兩端連接車載變流裝置，磁場(chǎng)平行于線圓軸線向上穿過(guò)線圈。下列說(shuō)法正確是

A. 當(dāng)線圈N接入恒定電流時(shí)，不能為電動(dòng)汽車充電

B. 當(dāng)線圈N接入正弦式交變電流時(shí)，線圈M兩端產(chǎn)生恒定電壓

C. 當(dāng)線圈M中的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，有電流從a端流出

D. 充電時(shí)，△t時(shí)間內(nèi)線圈M中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均勻增加△B，則M兩端電壓為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2022年，北京將與張家口一同舉辦第24屆冬奧會(huì)。俯式冰撬（又叫鋼架雪車）是冬奧會(huì)的比賽項(xiàng)目之一，其賽道可簡(jiǎn)化為長(zhǎng)度為，起點(diǎn)和終點(diǎn)高度差為的斜坡，比賽時(shí)，觸發(fā)信號(hào)燈亮起后，質(zhì)量為的運(yùn)動(dòng)員從起點(diǎn)開始，以，平行賽道的恒力推動(dòng)質(zhì)量的冰橇開始沿斜坡向下運(yùn)動(dòng)，出發(fā)內(nèi)發(fā)生的位移為，8s末迅速登上冰橇與冰橇一起沿直線運(yùn)動(dòng)直到終點(diǎn)。設(shè)運(yùn)動(dòng)員登上冰橇前后冰橇速度不變，不計(jì)空氣阻力（取賽道傾角余弦值為1，正弦值為0.1，），求：

(1)冰橇與賽道間的動(dòng)摩擦因數(shù)及比賽中運(yùn)動(dòng)員的最大速度；

(2)運(yùn)動(dòng)員登上冰橇與冰撬一起沿直線運(yùn)動(dòng)直到終點(diǎn)的過(guò)程中合外力對(duì)運(yùn)動(dòng)員及冰橇構(gòu)成的系統(tǒng)所做的功。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】1930年勞倫斯制成了世界上第一臺(tái)回旋加速器，其原理如圖所示，此加速器由兩個(gè)半徑均為R的銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙。比荷為k的質(zhì)子由加速器的中心附近飄入加速器，以最大速度vm射出加速器。氘核的比荷是質(zhì)子比荷的。下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

B.交變電壓u的最大值越大，質(zhì)子射出加速器的速度也越大

C.此加速器可以直接用來(lái)加速氘核

D.若此加速器中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度加倍，就可用來(lái)加速氘核

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“月亮正加速遠(yuǎn)離地球，后代沒(méi)月亮看了！”一項(xiàng)新的研究表明，月球的引力在地球上產(chǎn)生了周期性的潮汐現(xiàn)象，潮汐力耗散地球的自轉(zhuǎn)能量，降低地球的旋轉(zhuǎn)速度，同時(shí)月球正在以每年3.8cm的速度遠(yuǎn)離地球。不考慮其他變化，則很多年后與現(xiàn)在相比，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A.月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將減小

B.地球赤道表面上的物體向心加速度增大

C.地球的第一宇宙速度減小

D.地球同步衛(wèi)星的高度增大

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