3．如圖所示，豎直放置的氣缸是用導(dǎo)熱性能良好的材料制成的，開始時氣缸內(nèi)封閉著長度為l0=22cm的空氣柱．現(xiàn)用豎直向下的壓力F壓活塞，使封閉的空氣柱長度變?yōu)閘=2cm，人對活塞做功100J，已知大氣壓強p0=1×105Pa，活塞的橫截面積S=1cm2，不計活塞的重力，求：
①若壓縮過程緩慢，則壓縮后的氣體壓強多大？
②說明上述緩慢壓縮過程中壓強變化的微觀原因．
③若上述過程是以一定的速度壓縮氣體，向外散失的熱量為20J，則氣體的內(nèi)能增加多少？

分析 ①由于實驗裝置導(dǎo)熱性質(zhì)良好，環(huán)境溫度穩(wěn)定，說明氣缸內(nèi)氣體發(fā)生等溫變化．分析初態(tài)的壓強和體積，及末態(tài)的體積，由波意耳定律求解．
②從微觀上看氣體的壓強與分子的平均動能和單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)．根據(jù)壓強的微觀意義進行分析．
③根據(jù)熱力學(xué)第一定律求解內(nèi)能的變化量．

解答 解：①封閉氣體初態(tài)壓強：p1=p0=1.0×105Pa，體積V1=l0S=22S，末態(tài)體積 V2=lS=2S，
由波意耳定律有：p1V1=p2V2，代入數(shù)據(jù)解得：p2=1.1×106Pa；
（2）緩慢壓縮活塞，氣體溫度不變，氣體分子平均動能不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)增加，所以壓強增加．
（3）人對活塞做功為：W1=100J，
大氣壓力對活塞所做的功為：W2=p0Sh=1.0×105×1×10-4×20×10-2=2J
由熱力學(xué)第一定律有：W1+W2+Q=△U，解得：△U=100J+2J-20J=82J；
答：①若緩慢壓縮活塞，壓縮后氣體的壓強為1.1×106Pa．
②緩慢壓縮活塞，氣體溫度不變，氣體分子平均動能不變，單位體積內(nèi)分子數(shù)增加，所以壓強增加．
③氣體內(nèi)能的變化量為82J．

點評 對于氣體狀態(tài)變化問題，關(guān)鍵分析氣體的狀態(tài)參量，確定是何種變化過程，再列方程求解．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．如圖所示，一光滑的半徑為R的半圓形軌道放在水平面上，一個質(zhì)量為m的小球以某一速度沖上軌道，當(dāng)小球?qū)⒁獜能壍揽贐點飛出時，小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱�，則小球落地點C距A處多遠？從A至C的整個過程中重力做功多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

14．如圖，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑過程中，下列說法不正確的是（　�。�
A．物體的重力勢能減少，動能增加
B．斜面的機械能增加
C．斜面對物體的作用力垂直于接觸面，不對物體做功
D．物體和斜面組成的系統(tǒng)機械能守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．相距很近的平行板電容器，在兩板中心各開有一個小孔，如圖甲所示，靠近A板的小孔處有一電子槍，能夠在0-T時間內(nèi)持續(xù)均勻地發(fā)射出電子，電子的初速度為v0，質(zhì)量為m，電量為-e，在AB兩板之間加上圖乙所示的交變電壓，其中0＜k＜1，U0=$\frac{mv_0^2}{6e}$；緊靠B板的偏轉(zhuǎn)電場電壓恒定也等于U0，板長為L，兩板間距為d，距偏轉(zhuǎn)極板右端$\frac{L}{2}$處垂直放置很大的熒光屏PQ．不計電子的重力和它們之間的相互作用，電子在電容器AB板間的運動時間可以忽略不計．

（1）在0-T時間內(nèi)，熒光屏上有兩個位置會發(fā)光，試求這兩個發(fā)光點之間的距離．（結(jié)果用L、d表示，第2小題亦然）
（2）只調(diào)整偏轉(zhuǎn)電場極板的間距（仍以虛線為對稱軸）要使熒光屏上只出現(xiàn)一個光點，極板間距應(yīng)滿足什么要求？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

18．在美國東部時間2009年2月10日上午11時55分（北京時間11日0時55分），美國一顆質(zhì)量約為560kg的商用通信衛(wèi)星“銥33”與俄羅斯一顆已經(jīng)報廢的質(zhì)量約為900kg軍用通信衛(wèi)星“宇宙2251”相撞，碰撞發(fā)生的地點在俄羅斯西伯利亞上空，同時位于國際空間站軌道上方434千米的軌道上，如圖所示．如果將衛(wèi)星和空間站的軌道都近似看做圓形，則在相撞前一瞬間下列說法正確的是（　　）
A．“銥33”衛(wèi)星比“宇宙2251”衛(wèi)星的周期大
B．“銥33”衛(wèi)星比國際空間站的運行速度大
C．“銥33”衛(wèi)星的運行速度大于第一宇宙速度
D．“宇宙2251”衛(wèi)星比國際空間站的角速度小

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．據(jù)報道，我國的“高溫”下磁懸浮技術(shù)已取得較大突破，應(yīng)用此技術(shù)所造的磁懸浮列車已進入試驗階段，走在世界前列．如圖所示為磁懸浮的原理圖，圖中A是圓柱形磁鐵，B是用“高溫”超導(dǎo)材料制成的電阻率為零的超導(dǎo)圓環(huán)．將超導(dǎo)圓環(huán)B水平放在磁鐵A上，它就能在磁力的作用下懸浮在A的上方空中．則以下判斷正確的是（　　）
A．在B放入磁場的過程中，B將產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)穩(wěn)定后，電流消失
B．在B放入磁場的過程中，B將產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)穩(wěn)定后，電流仍存在
C．若A的N極朝上，則B中感應(yīng)電流的方向為從下往上看的逆時針
D．若A的N極朝下，則B中感應(yīng)電流的方向為從下往上看的逆時針

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

15．如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌CD與EF間距為L=1m，與水平夾角為θ=300，導(dǎo)軌上端用導(dǎo)線CE連接（導(dǎo)軌和連接線電阻不計），導(dǎo)軌處在磁感應(yīng)強度為B=0.2T、方向垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中．一根電阻為R=$\sqrt{2}$Ω的金屬棒MN兩端有導(dǎo)電小輪擱在兩導(dǎo)軌上，棒上有吸水裝置P．取沿導(dǎo)軌向下為x軸正方向，坐標原點在CE中點．開始時棒處在x=0位置（即與CE重合），棒的起始質(zhì)量不計．當(dāng)棒開始吸水自靜止起下滑，質(zhì)量逐漸增大，設(shè)棒質(zhì)量的增大與位移x的平方根成正比，即m=k$\sqrt{x}$，其中k=0.01kg/m${\;}^{\frac{1}{2}}$．求：
（1）在金屬棒下滑1m位移的過程中，流過棒的電荷量是多少？
（2）猜測金屬棒下滑過程中做的是什么性質(zhì)的運動，并加以證明．
（3）當(dāng)金屬棒下滑2m位移時電阻R上的電流有多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．如圖所示，物體A的質(zhì)量為M，圓環(huán)B的質(zhì)量為m，通過繩子連結(jié)在一起，圓環(huán)套在光滑的豎直桿上，開始時連接圓環(huán)的繩子處于水平，長度l=4m，現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán)．不計定滑輪質(zhì)量與摩擦，空氣的阻力不計，取g=10m/s2，求：
（1）若圓環(huán)恰能下降h=3m，兩個物體的質(zhì)量應(yīng)滿足什么關(guān)系？
（2）若圓環(huán)下降h=3m時的速度v=5m/s，則兩個物體的質(zhì)量有何關(guān)系？
（3）不管兩個物體的質(zhì)量為多大，圓環(huán)下降h=3m時的速度不可能超過多大？（結(jié)果可用根號表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．如圖甲所示，一臺理想變壓器原線圈用導(dǎo)線與圖乙所示的交流電源連接，導(dǎo)線總電阻為r=5Ω．電路接通后，接在變壓器副線圈兩端的“10V、40W”燈泡恰能正常發(fā)光，下列說法中正確的是（　�。�
A．副線圈電流的頻率是50Hz
B．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為22：1
C．交流電源每分鐘提供的電能為2400J
D．燈泡兩端最大電壓為10V

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