4．如圖所示，倒懸的導(dǎo)熱氣缸中封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，輕質(zhì)活塞可無摩擦上下移動，活塞的下面吊著一個重力為100N的物體，活塞的橫截面積為1.0×10-2m2，大氣壓強恒為p0=1.0×105Pa，初始環(huán)境的溫度為27℃，活塞到氣缸底面的距離為20.0cm．因環(huán)境溫度逐漸降低，導(dǎo)致活塞緩慢上升了1.0cm，氣缸中的氣體放出的熱量為10J．求：
①最終的環(huán)境溫度T；
②氣缸內(nèi)部氣體內(nèi)能的變化量△U．

分析 ①緩慢上升氣體做等壓變化，利用蓋-呂薩克定律，即可求出最終的環(huán)境溫度T；
②利用平衡求出氣缸內(nèi)氣體的壓強，利用做功公式W=P△V求出外界對氣體做功，再利用熱力學第一定律結(jié)合題給氣體放出的熱量為10J，聯(lián)立即可求出氣缸內(nèi)部氣體內(nèi)能的變化量△U．

解答 解：①活塞緩慢上升的過程中，封閉氣體為等壓變化，已知：V1=l1S，V2=l2S，T1=（273+27）K=300K，
根據(jù)蓋-呂薩克定律可得：$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{V}_{2}}{T}$
解得：T=285K
②由于活塞緩慢移動，根據(jù)受力平衡可得：P0S=PS+mg
外界對氣體做功為：W=PS△h
聯(lián)立解得：W=P0S△h-mg△h=9J
根據(jù)熱力學第一定律：△U=W+Q，其中Q=-10J
解得：△U=-1J
即內(nèi)能減小了1J
答：①最終的環(huán)境溫度T為285K；
②氣缸內(nèi)部氣體內(nèi)能減小了1J．

點評 本題考查氣體定律和熱力學第一定律的綜合運用，解題關(guān)鍵是要分析好壓強P、體積V、溫度T三個參量的變化情況，選擇合適的氣體定律解決；應(yīng)用熱力學第一定律△U=W+Q解題時要注意Q和W的正負；Q＞0吸熱Q＜0放熱；氣體對外做功W為負，外界對氣體做功W為正；內(nèi)能增加△U為正，內(nèi)能減小△U為負，并且還要根據(jù)具體問題中的字母的含義，判斷W與Q是否含著正負號，本題中Q本身就為負值．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．下列哪個選項不屬于探測射線的探測器（　　）
A．威爾遜云室B．氣泡室C．蓋革-米勒計數(shù)器D．質(zhì)譜儀

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

14．如圖所示，質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點）以某一速度從A點沖上傾角為30°的固定斜面，其運動的加速度為$\frac{3}{4}$g，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個過程中物體（　�。�
A．重力勢能增加了$\frac{3}{4}$mghB．物體克服阻力做功$\frac{1}{6}$mgh
C．動能損失了$\frac{1}{2}$mghD．機械能損失了$\frac{1}{2}$mgh

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

12．如圖所示，豎直放置的氣缸，活塞橫截面積為S，厚度不計，可在氣缸內(nèi)無摩擦滑動．氣缸側(cè)壁有一個小孔，與裝有水銀的U形玻璃細管相通．氣缸內(nèi)封閉了一段高為L的氣柱（U形管內(nèi)的氣體體積不計）．此時缸內(nèi)氣體溫度為T0，U形管內(nèi)水銀面高度差為h．已知大氣壓強為p0，水銀的密度為ρ，重力加速度為g．（氣缸內(nèi)氣體與外界無熱交換）
①求活塞的質(zhì)量m；
②若在活塞上添加質(zhì)量為4m的沙粒時，活塞下降到距氣缸底部$\frac{4}{5}$L處，求此時氣缸內(nèi)氣體的溫度．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

19．如圖所示，噴灑農(nóng)藥用的某種噴霧器，其藥液桶的總?cè)莘e為14L，裝入藥液后，封閉在藥液上方的空氣體積為2L，氣壓為1atm．打氣筒活塞每次可以打進氣壓為1atm、體積為0.2L的空氣．不考慮環(huán)境溫度的變化．
①要使藥液上方的氣體壓強增大到5atm，應(yīng)打氣多少次？
②如果藥液上方的氣體壓強達到5atm時停止打氣，并開始向外噴藥，那么當噴霧器不能再向外噴藥時，筒內(nèi)剩下的藥液還有多少升？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．如圖所示，兩單擺擺長相同，靜止時兩球剛好接觸．將擺球A在兩擺線所在平面內(nèi)向左拉開一個小角度后釋放，碰撞中動能有損失，碰后兩球分開，分別做簡諧運動．用mA、mB分別表示擺球兩球的質(zhì)量，則下列說法中正確的是（　�。�
A．如果mA＞mB，下一次碰撞必將發(fā)生在平衡位置右側(cè)
B．如果mA＜mB，下一次碰撞必將發(fā)生在平衡位置左側(cè)
C．只要兩擺球的質(zhì)量不相同，下一次碰撞就不可能發(fā)生在平衡位置
D．無論兩擺球的質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞一定發(fā)生在平衡位置

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

16．如圖所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在豎直平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為L，導(dǎo)軌間連接一個定值電阻，阻值為R，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m，電阻為r=$\frac{R}{2}$的金屬桿ab，金屬桿始終與導(dǎo)軌連接良好，其余電阻不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向里．重力加速度為g，現(xiàn)讓金屬桿從虛線水平位置處由靜止釋放．
（1）求金屬桿的最大速度vm；
（2）若從金屬桿開始下落到剛好達到最大速度的過程中，金屬桿下落的位移為x，經(jīng)歷的時間為t，為了求出電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱Q，某同學做了如下解答：
①v=$\frac{x}{t}$②I=$\frac{BLv}{R+r}$③Q=I2Rt
聯(lián)立①②③式求解出Q．
請判斷該同學的做法是否正確；若正確請說明理由，若不正確請寫出正確解答．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．下列說法中正確的是（　　）
A．圖甲為氧氣分子在不同溫度下的速率分布圖象，由圖可知狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度低
B．圖乙為一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)變化的p-V圖線，由圖可知氣體由狀態(tài)A變化到B的過程中，氣體溫度先升高后降低
C．裝在容器中的液體，液體表面層中分子間的距離一定比液體內(nèi)部分子間的距離大；附著層內(nèi)液體分子間的距離一定比液體內(nèi)部分子間的距離小
D．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷絕熱膨脹過程后，氣體壓強一定增大

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

14．如圖所示，三個完全相同的容器A、B、C分別倒入質(zhì)量相等的水銀、水、酒精，三種液體的密度關(guān)系是ρ水銀＞ρ水＞ρ酒精，則容器底部受到的壓強大小關(guān)系是PA＞PB＞PC．

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