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1.如圖所示,豎直放置的圓柱形氣缸內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞,可在氣缸內(nèi)作無摩擦滑動,活塞下方封閉一定質(zhì)量的氣體.已知活塞截面積為S,大氣壓強為p0,氣缸內(nèi)氣體的熱力學(xué)溫度為T0,重力加速度為g.求:
(1)若保持溫度不變,在活塞上放一重物,使氣缸內(nèi)氣體的體積減小13,這時氣體的壓強和所加重物的質(zhì)量M.
(2)在加壓重物的情況下,要使氣缸內(nèi)的氣體恢復(fù)到原來體積,應(yīng)對氣體加熱,使氣體溫度升高到多少攝氏度?

分析 先根據(jù)理想氣體的等溫變化解得此時氣體的壓強,然后根據(jù)P=FS,解得所加的物體重力.第二步氣體做的是等壓變化,根據(jù)等壓變化的規(guī)律來解.

解答 解:(1)若保持溫度不變,在活塞上放一重物,使氣缸內(nèi)氣體的體積減小13,
根據(jù)理想氣體的等溫變化:p1=p0+mgS,V1=V;  p2=p2,V2=23V
p1V1=p2V2
解得:p2=32(p0+mgS
活塞上放一重物,對活塞受力分析得:p2s=(M+m)g+P0S,代入數(shù)據(jù)得:32(p0+mgS)=p0+M+mgS
解得:M=12m+P0S2g
(2)在加壓重物的情況下,保持氣缸內(nèi)壓強不變,要使氣缸內(nèi)的氣體恢復(fù)原來體積,應(yīng)對氣體加熱,
p1=p0+mgS,V1=V; T1=T0,p3=p2=32(p0+mgS),V3=V,T3P1V1T1=P3V3T3
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程:
P1V1T1=P3V3T3
解得:T3=32 T0
t3=32 T0-273攝氏度
答:(1)氣體的壓強為32(p0+mgS),所加重物的質(zhì)量M為12m+P0S2g
(2)氣體溫度升高到32 T0-273攝氏度.

點評 正確應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程的前提是:判斷此變化過程是屬于等壓、等容、還是等溫變化,受力分析時研究對象的確定.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.如圖,將一質(zhì)點從放置在粗糙水平地面上的光滑半圓型槽的槽口A點由靜止釋放,經(jīng)最低點B運動到與A等高的C點,半圓型槽未發(fā)生移動.下列說法正確的是( �。�
A.從A到C,半圓型槽所受摩擦力先增大再減小
B.從A到C,半圓型槽所受摩擦力的方向先向左再向右
C.從A到B,質(zhì)點所受重力的瞬時功率先增大后減小
D.從B到C,質(zhì)點所受彈力的瞬時功率不斷減小

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.有一面積為S=100cm2金屬環(huán),電阻為R=1Ω,環(huán)中磁場變化規(guī)律如圖所示,且磁場方向垂直環(huán)面向里,在t1到t2時間內(nèi),
(1)環(huán)中感應(yīng)電流的方向如何?
(2)通過金屬環(huán)的電量為多少?

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9.在x=-0.5m處有一波源,產(chǎn)生沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,傳到坐標(biāo)原點時的波形如圖所示.當(dāng)此波到達(dá)P點時,處于原點的O處的質(zhì)點所通過的路程和該時刻的位移分別是(  )
A.10.25 m,2 cmB.10.25 m,-2 cmC.82 cm,-2 cmD.82 cm,2 cm

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16.某實驗小組利用如圖所示的裝置測量溫度:A是容積較大的玻璃泡,A中封有一定質(zhì)量的空氣,B是一根與A連接的均勻細(xì)玻璃管(玻璃管的容積遠(yuǎn)小于A的容積),管的下端插入水銀槽.當(dāng)外界大氣壓p0=76cmHg,環(huán)境溫度t0=27℃時,管內(nèi)水銀柱的高度h=46cm,在管壁外側(cè)與水銀面等高的位置標(biāo)出對應(yīng)的溫度,然后依次標(biāo)出其它溫度刻線.
(1)此測溫裝置中,h越大,相應(yīng)的溫度讀數(shù)越低(選填“高”或“低”);溫度刻線是均勻分布的(選填“均勻”或“不均勻”).  
(2)水銀柱高度h′=36cm處的溫度刻度值應(yīng)為127℃.
(3)若外界大氣壓強變?yōu)閜0′=77cmHg,讀出溫度為t℃,則實際溫度應(yīng)修正為t+10℃.

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6.在傾角為θ的斜面上固定兩根足夠長且間距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌PQ、MN,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直于斜面向下.有兩根質(zhì)量分別為m1和m2的金屬棒a、b,先將a棒垂直于導(dǎo)軌放置,用跨過光滑定滑輪的細(xì)線與物塊c連接,連接a棒的細(xì)線平行于導(dǎo)軌,由靜止釋放c,此后某時刻,將b也垂直于導(dǎo)軌放置,此刻起a、c做勻速運動而b靜止,a棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直,兩棒與導(dǎo)軌電接觸良好,導(dǎo)軌電阻不計,則( �。�
A.物塊c的質(zhì)量是(m1+m2)sinθ
B.b棒放上導(dǎo)軌前,物塊c減少的重力勢能等于a、c增加的動能
C.b棒放上導(dǎo)軌后,a棒克服安培力所做的功等于a棒上消耗的電能
D.b棒放上導(dǎo)軌后,b棒中電流大小是\frac{{m}_{1}gsinθ}{BL}

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13.如圖所示是原子核的平均結(jié)合能與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖象,下列說法正確的是( �。�
A.如D和E能結(jié)合成F,結(jié)合過程一定會吸收核能
B.如D和E能結(jié)合成F,結(jié)合過程一定會釋放核能
C.如A分裂成B和C,分裂過程一定會吸收核能
D.如A分裂成B和C,分裂過程一定會釋放核能

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10.乒乓球是速度較快的球類運動項目,假設(shè)在某次比賽中,乒乓球飛來的速度大小為v,運動員將球以大小為4v的速度反向擊回,乒乓球的質(zhì)量為m,乒乓球與球拍作用的時間為△t,在運動員擊球的過程中,求:
(1)乒乓球動量的變化量.
(2)乒乓球動能的變化量.
(3)乒乓球所受的平均作用力.

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6.如圖所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖.此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成:粒子源N;P、Q間的加速電場;靜電分析器,即中心線半徑為R的四分之一圓形通道,通道內(nèi)有均勻輻射電場,方向沿徑向指向圓心O,且與圓心O等距的各點電場強度大小相等;磁感應(yīng)強度為B的有界勻強磁場,方向垂直紙面向外;膠片M.由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子,經(jīng)加速電場加速后進(jìn)入靜電分析器,某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場邊界進(jìn)入磁場,最終打到膠片上的某點.粒子從粒子源發(fā)出時的初速度不同,不計粒子所受重力.下列說法中正確的是(  )
A.從小孔S進(jìn)入磁場的粒子速度大小一定相等
B.從小孔S進(jìn)入磁場的粒子動能一定相等
C.打到膠片上同一點的粒子速度大小一定相等
D.打到膠片上位置距離O點越近的粒子,比荷越大

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