【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(wú)摩擦地滑動(dòng)，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(qiáng)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(shí)，試比較此過(guò)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(shí)，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(yùn)動(dòng)，此時(shí)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(duì)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(guò)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(qiáng)，再以活塞為研究對(duì)象求出加速度。

(ⅰ)活塞在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，緩慢升溫過(guò)程中，氣缸內(nèi)的氣體壓強(qiáng)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(duì)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(duì)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(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，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(zhǎng)，軌道間距為L=1m，平直軌道區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為IT，同種材料的金屬桿a、b長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中不脫離軌道且不相碰，g取10m/s2，則

A. a、b勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為2m/s

B. 當(dāng)b的速度為1m/s時(shí)，b的加速度為3.75m/s2

C. 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)b的電量為2C

D. 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中b產(chǎn)生的焦耳熱為1.5J

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（1） 在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探索的過(guò)程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用。下列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是____________。

A.密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得了基本電荷的數(shù)值

B.貝克勒爾通過(guò)對(duì)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(guò)а粒子散射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了在原子核內(nèi)存在質(zhì)子

E.湯姆孫通過(guò)陰極射線在電場(chǎng)和在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成，并測(cè)出了該粒子的比荷

（2） 現(xiàn)利用圖（a）所示的裝置驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。在圖（a）中，氣墊導(dǎo)軌上有A，B兩個(gè)滑塊，滑塊A右側(cè)帶有一彈簧片，左側(cè)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)器（未完全畫出）可以記錄遮光片通過(guò)光電門的時(shí)間。

實(shí)驗(yàn)測(cè)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(diǎn)計(jì)時(shí)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(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，給滑塊A一向右的初速度，使它與B相碰；碰后光電計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間為，碰撞前后打出的紙帶如圖（b）所示。

若實(shí)驗(yàn)允許的相對(duì)誤差絕對(duì)值最大為5℅，本實(shí)驗(yàn)是否在誤差范圍內(nèi)驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律？寫出運(yùn)算過(guò)程____________________________________________________________。

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科目：高中物理 來(lái)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(zhǎng)為l，一束光線沿AC方向射來(lái)，由于容器內(nèi)盛裝有某種液體，使光線折射到距離C點(diǎn)處的O點(diǎn)，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(shí)間t。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)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(shí)刻x ＝2 m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)

D. 圖示時(shí)刻x ＝5 m處質(zhì)點(diǎn)的加速度大小為零

E. 從圖示時(shí)刻開始再經(jīng)過(guò)1.5 s，x＝12 m處的質(zhì)點(diǎn)剛好從平衡位置開始向y軸正方向運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌傾斜放置，其下端連接一個(gè)定值電阻R，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌所在平面向上，將ab棒在導(dǎo)軌上無(wú)初速度釋放，當(dāng)ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，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(jì)。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(shì)低

B. ab棒在達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)

C. 若磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來(lái)的2倍，其他條件不變，則ab棒下滑到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)速度將變?yōu)樵瓉?lái)的

D. 若換成一根質(zhì)量為原來(lái)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(shí)R的功率將變?yōu)樵瓉?lái)的4倍

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，某空間中有四個(gè)方向垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同、半徑均為R的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(gè)磁場(chǎng)區(qū)域和第4個(gè)磁場(chǎng)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(shì)差為U0的帶電平行板(豎直放置)形成的電場(chǎng)中(初始位置在負(fù)極板附近)，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后，從第1個(gè)磁場(chǎng)的最左端水平進(jìn)入，并從第3個(gè)磁場(chǎng)的最下端豎直穿出。已知tan 22.5°=0.4，不計(jì)帶電粒子的重力。

（1）求帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大��；

（2）試判斷：若在第3個(gè)磁場(chǎng)的下面也有一電勢(shì)差為U0的帶電平行板(水平放置，其小孔在第3個(gè)磁場(chǎng)最下端的正下方)形成的電場(chǎng)，帶電粒子能否按原路返回？請(qǐng)說(shuō)明原因；

（3）求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；

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

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

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

①用電壓表測(cè)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(dòng)。

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

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為θ的光滑斜面足夠長(zhǎng)，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(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，力F做功為60J，此后撤去力F，物體又經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間t回到斜面底端，若以地面為零勢(shì)能參考面，則下列說(shuō)法中正確的是(　　)

A. 物體回到斜面底端的動(dòng)能為60J

B. 恒力F＝2mgsinθ

C. 撤去力F時(shí)，物體的重力勢(shì)能是45J

D. 動(dòng)能與勢(shì)能相等的時(shí)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(yùn)動(dòng)知道最后返回斜面底端，此過(guò)程斜面光滑沒(méi)有摩擦力做功，重力做功為0，根據(jù)動(dòng)能定理有Ek-0=WF=60J，選項(xiàng)A對(duì)。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(xiàng)B錯(cuò)。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(shí)，物體的重力勢(shì)能是45J選項(xiàng)C對(duì)。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(dòng)能小于增加的重力勢(shì)能，撤去力F之前一定是重力勢(shì)能大于動(dòng)能，最返回斜面時(shí)重力勢(shì)能為0，小于動(dòng)能，所以動(dòng)能與勢(shì)能相等的時(shí)刻一定出現(xiàn)在撤去力F之后選項(xiàng)D對(duì)。

考點(diǎn)：動(dòng)能定理 牛頓運(yùn)動(dòng)定律

【名師點(diǎn)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(zhǎng)時(shí)，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(cè)量出小球質(zhì)量m、平拋運(yùn)動(dòng)的豎直位移h(即桌面高度)以及________，就可以測(cè)出彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能為________．(結(jié)果用測(cè)量量表示，已知重力加速度大小為g)．

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