5．所圖所示，一直立的汽缸用一質(zhì)量為m的活塞封閉一定量的理想氣體，活塞橫截面積為S，汽缸內(nèi)壁光滑且缸壁是導(dǎo)熱的，開始活塞被固定，打開固定螺栓K，活塞下落，經(jīng)過足夠長時間后，活塞停在B點，已知AB=h，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g．
①求活塞停在B點時缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)．
②若周圍環(huán)境溫度保持不變，求整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q．

分析 （1）選活塞為研究對象，對其列受力平衡方程即可
（2）由于此過程為等溫過程，氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律列方程解決即可

解答 解：（1）設(shè)封閉氣體的壓強(qiáng)為P，活塞受力平衡，有：
P0S+mg=PS
解得：$P={P}_{0}+\frac{mg}{S}$
（2）由于氣體的溫度不變，則內(nèi)能的變化為：
△E=0
由熱力學(xué)第一定律有：
△E=W+Q
可得放熱：Q=（P0S+mg）h
答：（1）封閉氣體的壓強(qiáng)${P}_{0}+\frac{mg}{S}$
（2）整個過程中通過缸壁傳遞的熱量（P0S+mg）h

點評 封閉氣體壓強(qiáng)可通過宏觀的受力平衡從側(cè)面求解，也可從理想氣體狀態(tài)方程求解，注意靈活變化，此外對于熱力學(xué)第一定律要熟練掌握，明確各個字母的含義

練習(xí)冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

15．如圖所示，甲車質(zhì)量為2kg，靜止在光滑水平面上，其頂部上表面光滑，右端放一個質(zhì)量為1kg的小物體，乙車質(zhì)量為4kg，以5m/s的速度向左運動，與甲車碰撞后甲車獲得6m/s的速度，物體滑到乙車上，若乙車足夠長，其頂部上表面與物體的動摩擦因數(shù)為0.2，則物體在乙車上表面滑行多長時間相對乙車靜止？（g取10m/s2）

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16．如圖為某種魚餌自動投放器中的裝置原理圖．其上半部BC段是半徑為R的四分之一圓弧彎管，管口與水平方向垂直，下半部分AB段是一長為2R的豎直細(xì)管，AB管內(nèi)有一根原長為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧．投餌時，每次總將撣簧長度壓縮到0.5R后鎖定，在彈簧上端放入一粒魚餌．解除鎖定時，彈簧可將魚餌彈射出去．設(shè)質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C點時，對管壁的作用力恰好為零，若不計魚餌在運動過程中的機(jī)械能損失，且假設(shè)每次鎖定和解除鎖定時，均不改變彈簧的彈性勢能，已知重力加速度為g，求：
（1）魚餌到達(dá)管口C點時的速度v1；
（2）每次壓縮彈簧，貯存的彈性勢能Ep；
（3）已知地面與水面相距1.5R，從魚餌飛出管口到落至水面，水平射程x1多遠(yuǎn)？入水時的速度v2多大？
（4）若使該投餌器繞AB管的豎直軸線OO′在90°角范圍內(nèi)，在水平方向來回緩慢轉(zhuǎn)動．每次彈射時只投放一粒魚餌，魚餌的質(zhì)量控制在$\frac{2}{3}$m到m之間不等變化，且均能落到水面，持續(xù)投放足夠長時間后，魚餌能夠落在水面上的最大面積S是多少？

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13．某同學(xué)做“探究彈力與彈簧伸長關(guān)系”的實驗，他將所有測得的彈簧伸長量x與相應(yīng)的彈簧的彈力與彈簧伸長量的關(guān)系圖線；通過做出的彈簧彈力與彈簧伸長量的關(guān)系圖線可知，該彈簧的勁度系數(shù)為80N/m．

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20．如圖甲所示，內(nèi)壁光滑的導(dǎo)熱氣缸水平放置，在氣缸的左上角有一個與外界相通的閥門，氣缸中有一可自由移動的導(dǎo)熱活塞將氣缸隔成A、B兩部分．當(dāng)活塞穩(wěn)定時，活塞居于氣缸的中間位置．現(xiàn)關(guān)閉閥門，逆時針緩慢轉(zhuǎn)動氣缸使其豎直放置，如圖乙所示．當(dāng)再次穩(wěn)定時，活塞與氣缸頂端的距離為氣缸高度的$\frac{2}{3}$．設(shè)活塞的橫截面積為s，外界大氣壓強(qiáng)為Po．重力加速度為g，試求活塞的質(zhì)量．

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10．在“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中
（1）第一組同學(xué)利用如圖a所示的實驗裝置測量，電壓表應(yīng)選擇量程3V（填）“3V”或”1 5V”），實驗后得到了如圖b所示的U-I圖象，則電池內(nèi)阻為1.5Ω．（電壓表、電流表均為理想電表）

（2）第二組同學(xué)也利用圖a的實驗裝置測量另一節(jié)干電池，初始時滑片P在最右端，但由于滑動變阻器某處發(fā)生斷路，合上電鍵后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過一段距離后電流表才有示數(shù)．設(shè)滑片P向左滑動的距離為x，該組同學(xué)分別作出了電壓表讀數(shù)U與x、電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系圈，如圖c所示，則根據(jù)圖象可知，電池的內(nèi)阻為1.0Ω．

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17．汽車的制動性能是保障行車安全的重要因素，某型號汽車A由于制動系統(tǒng)老化，以30m/s的速度在平直公路上行駛時，緊急制動后60s才能剛好停下來．現(xiàn)有一輛A型號汽車在平直公路上以20m/s的速度行駛，發(fā)現(xiàn)前方180m處有一貨車B以6m/s的速度同向勻速行駛，司機(jī)立即制動，不計反應(yīng)時間．請判斷能否發(fā)生撞車事故．

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14．①如圖1所示為氣墊導(dǎo)軌．導(dǎo)軌上的兩滑塊質(zhì)量相等，兩滑塊上的擋光片寬度相同．現(xiàn)將氣墊導(dǎo)軌水平放置做“驗證動量守恒定律”實驗．實驗中用滑塊甲撞擊靜止在導(dǎo)軌上的滑塊乙，碰撞前滑塊乙處于靜止?fàn)顟B(tài)．第一次在兩滑塊碰撞端安上彈簧片，第二次在兩滑塊碰撞端粘上橡皮泥．兩次實驗時滑塊甲碰前通過光電門計時裝置記錄的擋光片的擋光時間相等，碰后滑塊乙第一次和第二次通過光電門計時裝置記錄的擋光片擋光時間分別為t1，t2．通過實驗驗證了這兩次碰撞均遵守動量守恒定律，請你判斷t1，t2的關(guān)系應(yīng)為t1＜t2（選填“＞”、“＜”或“=”）

②大小相等的入射小球和被碰小球的質(zhì)量均已知，利用如圖2所示的裝置和器材能做“驗證動量定恒定律”的實驗嗎？能．（選填“能”或“不能”）
如果你選填的是“能”，那么你還需要的器材是：刻度尺．
如果你選填的是“不能”，請簡要說明理由：不能；缺少刻度尺．

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15．光滑球面與光滑斜面構(gòu)成如圖所示裝置，該裝置固定在水平地面上（圖為截面圖），其中AB為$\frac{1}{4}$圓弧，BC為傾角θ的斜面．質(zhì)量為m1的滑塊位于球面的底端，質(zhì)量為m2的滑塊位于斜面上，兩滑塊用一細(xì)線相連．由靜止釋放m2后，在細(xì)線拉力作用下m1沿球面上滑，當(dāng)滑到球面最高點速度為v時，m2恰好滑到斜面底端，此時細(xì)線斷開（不再對物塊產(chǎn)生作用），此后m2滑上質(zhì)量為M的足夠長的薄木板（滑上瞬間無能量損失）．已知M=2m2，m2與M間的動摩擦因數(shù)為μ，地面光滑，重力加速度為g，求：

（1）m1到達(dá)球面最高點時對球面的壓力大��；
（2）當(dāng)m1第一次落到斜面上時，m2仍在M上滑動，則此時m2距M左端多遠(yuǎn)？

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