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3.如圖所示,在開口向上、豎直放置的薄壁圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量m=2.0kg的活塞密封一部分氣體,活塞在容器內(nèi)能自由滑動(dòng)且保持水平,容器的底面積S=100cm2,開始時(shí)氣體的溫度T1=280K,活塞到容器底的距離h1=20.0cm.在氣體從外界吸收Q=40J熱量的過程中,活塞緩慢上升的距離△h=2.0cm.已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)活塞停止上升時(shí)容器內(nèi)氣體的溫度T2;
(2)密閉氣體內(nèi)能的增加量△U.

分析 (1)氣體做等壓變化,根據(jù)蓋•呂薩克定律,即可求出活塞停止上升時(shí)容器內(nèi)氣體的溫度T2;
(2)根據(jù)熱力學(xué)第一定律結(jié)合等壓過程氣體做功公式W=P△V,即可求出密閉氣體內(nèi)能的增加量△U.

解答 解:(1)活塞上升過程中,氣體做等壓變化,根據(jù)蓋•呂薩克定律可得:V1T1=V2T2,
解得活塞停止上升時(shí)容器內(nèi)氣體的溫度:T2=V2V1T1=h1+hh1T1=308K
(2)活塞上升的過程,外界對(duì)系統(tǒng)做的功為:W=-(mg+p0S)△h=-20.4J
由熱力學(xué)第一定律有:△U=W+Q,其中Q=40J,
解得密閉氣體內(nèi)能的增加量:△U=19.6J
答:(1)活塞停止上升時(shí)容器內(nèi)氣體的溫度T2為308K;
(2)密閉氣體內(nèi)能的增加量△U為19.6J.

點(diǎn)評(píng) 本題考查氣體定律和熱力學(xué)第一定律的綜合應(yīng)用,解題關(guān)鍵是要分析好壓強(qiáng)P、體積V、溫度T三個(gè)參量的變化情況,選擇合適的規(guī)律解決.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,設(shè)單縫寬度為h,雙縫距離為d,雙縫與屏距離為l,當(dāng)采取下列四組數(shù)據(jù)中的哪一組時(shí),可在光屏上觀察到清晰可辨的干涉條紋( �。�
A.h=1cm、d=0.1mm、l=1mB.h=1mm、d=0.1mm、l=10cm
C.h=1mm、d=10cm、l=1mD.h=1mm、d=0.1mm、l=1m

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

14.將熱杯蓋扣在水平橡膠墊上,杯蓋與橡膠墊之間的密封氣體被加熱而溫度升高,有時(shí)會(huì)發(fā)生杯蓋被頂起的現(xiàn)象.如圖所示,杯蓋的截面積為S,開始時(shí)內(nèi)部封閉氣體的溫度為T0,壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)p0.當(dāng)封閉氣體溫度上升至T1時(shí),杯蓋恰好被整體頂起,放出少許氣體后又落回桌面,其內(nèi)部氣體壓強(qiáng)立刻減為p0,溫度仍為T1,再經(jīng)過一段時(shí)間后,內(nèi)部氣體溫度恢復(fù)到T0.整個(gè)過程中封閉氣體均可視為理想氣體.求:
(i)杯蓋的質(zhì)量;
(ii)當(dāng)溫度恢復(fù)到T0時(shí),豎直向上提起杯蓋所需的最小力.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.如圖所示,擺球質(zhì)量為m,懸線的長(zhǎng)為L(zhǎng),把懸線拉到水平位置后放手.設(shè)在擺球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中空氣阻力F的大小不變,則下列說法正確的是( �。�
A.重力做功為12mgπLB.繩的拉力做功為0
C.空氣阻力F做功為-mgLD.空氣阻力F做功為-12FπL

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,在天花板與墻壁之間用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩通過光滑輕質(zhì)掛鉤懸掛著一重力為G的物體,已知懸點(diǎn)A、B與墻角C之間的距離相等,且L=2AC,則關(guān)于輕繩上彈力的大小和方向,下列說法正確的是(  )
A.大小為aG,與豎直方向之間的夾角為60°
B.大小為33G,與豎直方向之間的夾角為30°
C.大小為233G,與豎直方向之間的夾角為45°
D.大小為33G,與豎立方向之間的夾角為30°

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.如圖甲所示,理想變壓器的原線圈匝數(shù)n1=35匝,副線圈匝數(shù)n2=7匝,電阻R=20Ω,是交流電壓表,原線圈加上如圖乙所示的交流電,則下列說法正確的是( �。� 
A.加在原線圈上交流電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u=202sin (100πt) V
B.原線圈電流的有效值為1 A
C.在t=0.01s時(shí),電壓表的示數(shù)為0
D.電阻R上消耗的電功率為0.8 W

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.下列說法中正確的有( �。�
A.交通警察通過發(fā)射超聲波測(cè)量車速,利用了波的干涉原理
B.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光由綠光改為紅光,則相鄰干涉條紋間距變寬
C.單縫衍射中,縫越寬,條紋越亮,衍射現(xiàn)象也越明顯
D.地面上測(cè)得靜止的直桿長(zhǎng)為L(zhǎng),則在沿桿方向高速飛行火箭中的人測(cè)得桿長(zhǎng)應(yīng)小于L

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.質(zhì)量為5kg的小車在光滑的水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng).若它在2s內(nèi)從靜止開始速度增加到4m/s,則在這一段時(shí)間里外力對(duì)小車做功的平均功率是( �。�
A.40 WB.20 WC.10 WD.5 W

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.如圖所示a,b兩顆繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星,b是地球同步衛(wèi)星,以下說法正確的是( �。� 
A.衛(wèi)星a運(yùn)行周期大于24 h
B.衛(wèi)星a運(yùn)行周期小于24 h
C.在地面附近發(fā)射衛(wèi)星b的速度為11.2 km/s
D.衛(wèi)星a的運(yùn)行速度可能為7.9 km/s

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同步練習(xí)冊(cè)答案