【題目】如圖所示，一個(gè)圓筒形導(dǎo)熱汽缸開口向上豎直放置，內(nèi)有活塞，其橫截面積為S＝1×10－4 m2，質(zhì)量為m＝1 kg，活塞與汽缸之間無摩擦且不漏氣，其內(nèi)密封有一定質(zhì)量的理想氣體，氣柱高度h＝0.2 m。已知大氣壓強(qiáng)p0＝1.0×105 Pa，重力加速度g＝10 m/s2。

(1)如果在活塞上緩慢堆放一定質(zhì)量的細(xì)砂，氣柱高度變?yōu)樵瓉淼?/span>，求砂子的質(zhì)量m砂；

(2)如果在(1)基礎(chǔ)上給汽缸底緩慢加熱，使活塞恢復(fù)到原高度，此過程中氣體吸收熱量5 J，求氣體內(nèi)能的增量ΔU。

【答案】(1)1kg (2)3J

【解析】

(1)因?yàn)榫徛胖蒙白�，氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律，有

放置砂子前有：

p1＝p0＋

V1＝hS

放置砂子后有：

p2＝p0＋

V2＝hS

聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)解得：m砂＝1kg

(2)由(1)可得，使活塞恢復(fù)到原高度的過程，氣體壓強(qiáng)不變，氣體對外做功有：

由熱力學(xué)第一定律：

ΔU＝W＋Q

所以氣體內(nèi)能的增量為ΔU＝3J.

答：(1)砂子的質(zhì)量m砂=1kg；

(2)氣體內(nèi)能的增量ΔU＝3J.

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】如圖為某高壓鍋結(jié)構(gòu)示意圖，鍋蓋上有兩個(gè)氣孔，氣孔1使鍋內(nèi)與外界連通，此時(shí)鍋內(nèi)氣體與外界大氣壓強(qiáng)相等。當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到40℃時(shí)，氣孔1會(huì)封閉，將鍋內(nèi)外隔離。若鍋內(nèi)溫度繼續(xù)升高，鍋內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，當(dāng)壓強(qiáng)增大到設(shè)計(jì)的最大值時(shí)，氣體會(huì)頂起氣孔2上的限壓閥。已知限壓閥的質(zhì)量為20g，氣孔2的橫截面積為8mm2，鍋的容積為0.04m3�，F(xiàn)在鍋內(nèi)放入20℃、極少量的水，然后蓋好鍋蓋加熱，很快水完全汽化后氣孔1封閉。求:（氣體可視為理想氣體，大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa）

(1)氣孔2上的限壓閥被頂起時(shí)，鍋內(nèi)氣體的溫度是多少？

(2)從氣孔1封閉到溫度升到120℃，漏出的氣體與氣孔1封閉時(shí)鍋內(nèi)氣體的質(zhì)量比.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】牛頓曾觀察到一束細(xì)日光射到有灰塵的反射鏡上面會(huì)產(chǎn)生干涉條紋．為了分析這一現(xiàn)象背后的物理，考慮如圖所示的簡單實(shí)驗(yàn)．一平板玻璃的折射率為，厚度為，下表面涂有水銀反射層，上表面撒有滑石粉（灰塵粒子）．觀察者和單色點(diǎn)光源（光線的波長為）的連線垂直于鏡面（垂足為），，．反射鏡面上的某灰塵粒子與直線的距離為．觀察者可以觀察到明暗相間的環(huán)形條紋．

（1）求第個(gè)亮環(huán)到點(diǎn)的距離；

（2）若，，，，，求最小亮環(huán)的半徑．已知：，，當(dāng)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，可以看做質(zhì)點(diǎn)的小物體A和B用跨過輕小定滑輪的輕繩連接，A套在豎直桿上（且處于最下端），桿與滑輪相距L，圖中θ=53°，在用水平拉力F向右拉B使其沿水平做直線運(yùn)動(dòng)的過程中，不計(jì)一切摩擦，滑輪的大小不計(jì)，桿、定滑輪與小物體B共面。則

A.拉力F做的功W可能等于A的機(jī)械能增量

B.若拉力F是恒力，則其做的功

C.若拉力F是恒力，則其做功的最大值為

D.若拉力F是變力，則小物體B可能一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，頂端裝有定滑輪的斜面體放在粗糙水平地面上，A、B兩物體通過細(xì)繩連接，并處于靜止?fàn)顟B(tài)（不計(jì)繩的質(zhì)量和滑輪軸的摩擦）。現(xiàn)用水平向右的力F作用于物體B上，將物體B緩慢拉高一定的距離，此過程中斜面體與物體A仍然保持靜止。在此過程中

A.地面對斜面體的摩擦力不變

B.斜面體所受地面的支持力一定變大

C.水平力F一定變大

D.物體A所受斜面體的摩擦力不一定變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】幾個(gè)水球可以擋住子彈？《國家地理頻道》實(shí)驗(yàn)證 實(shí)：四個(gè)水球就足夠！四個(gè)完全相同的水球緊挨在一 起水平排列，子彈在水球中沿水平方向做勻變速直線 運(yùn)動(dòng)。恰好能穿出第四個(gè)水球，則可以判定（ ）

A. 由題目信息可以求得子彈穿過每個(gè)水球的時(shí)間比

B. 子彈在每個(gè)水球中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同

C. 子彈在每個(gè)水球中速度變化量相同

D. 子彈穿過每個(gè)水球過程中，速度變化量依次增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，M、N為兩平行金屬板，其間電壓為U。質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子，從M板由靜止開始經(jīng)電場加速后，從N板上的小孔射出，并沿與ab垂直的方向由d點(diǎn)進(jìn)入△abc區(qū)域，不計(jì)粒子重力，已知bc＝l，∠c＝60°，∠b＝90°，ad＝l。

(1)求粒子從N板射出時(shí)的速度v0；

(2)若△abc區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，要使粒子不從ac邊界射出，則磁感應(yīng)強(qiáng)度最小為多大？

(3)若△abc區(qū)域內(nèi)存在平行紙面且垂直bc方向向下的勻強(qiáng)電場，要使粒子不從ac邊界射出，電場強(qiáng)度最小為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在一條筆直的公路上依次設(shè)置三盞交通信號燈L1、L2和L3，L2與L1相距80m，L3與L1相距120m。每盞信號燈顯示綠色的時(shí)間間隔都是20s，顯示紅色的時(shí)間間隔都是40s。L1與L3同時(shí)顯示綠色，L2則在L1顯示紅色經(jīng)歷了10s時(shí)開始顯示綠色。規(guī)定車輛通過三盞信號燈經(jīng)歷的時(shí)間不得超過150s。若有一輛勻速向前行駛的汽車通過L1的時(shí)刻正好是L1剛開始顯示綠色的時(shí)刻，則此汽車能不停頓地通過三盞信號燈的最大速率______m/s。若一輛勻速向前行駛的自行車通過L1的時(shí)刻是L1顯示綠色經(jīng)歷了10s的時(shí)刻，則此自行車能不停頓地通過三盞信號燈的最小速率是________________m/s。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】已知：規(guī)定一個(gè)K（鉀）原子與Cl（氯）原子相距很遠(yuǎn)時(shí)，他們的相互作用勢能為0；從一個(gè)K原子中移走最外層電子形成K+離子所需的能量（稱為電離能）為EK，一個(gè)Cl原子吸收一個(gè)電子形成Cl-離子釋放的能量（稱為電子親和能）為ECl；K＋離子（視為質(zhì)點(diǎn)）與Cl-離子（視為質(zhì)點(diǎn)）之間的吸引力為庫侖力，電子電荷量的大小為e，靜電力常量為k．利用以上知識(shí)，可知當(dāng)KCI分子中K+離子與Cl-離子之間的庫侖相互作用勢能為0時(shí)，K+離子與Cl-離子之間的距離rs，可表示為_____________________．若已知EK = 4.34ev， ECl=3.62eV , k =9.0 ×109N·m2·C-2 , e =1.60×10-19C，則rs= __________________m．

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