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(zhǎng)時(shí)間后，活塞停在B點(diǎn)，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(diǎn)時(shí)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(gè)過程中通過缸壁傳遞的熱量Q．

分析 （1）選活塞為研究對(duì)象，對(duì)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(gè)過程中通過缸壁傳遞的熱量（P0S+mg）h

點(diǎn)評(píng) 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(duì)于熱力學(xué)第一定律要熟練掌握，明確各個(gè)字母的含義

練習(xí)冊(cè)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(gè)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(yùn)動(dòng)，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(zhǎng)，其頂部上表面與物體的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，則物體在乙車上表面滑行多長(zhǎng)時(shí)間相對(duì)乙車靜止？（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．如圖為某種魚餌自動(dòng)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(zhǎng)為2R的豎直細(xì)管，AB管內(nèi)有一根原長(zhǎng)為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧．投餌時(shí)，每次總將撣簧長(zhǎng)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(shí)，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(diǎn)時(shí)，對(duì)管壁的作用力恰好為零，若不計(jì)魚餌在運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能損失，且假設(shè)每次鎖定和解除鎖定時(shí)，均不改變彈簧的彈性勢(shì)能，已知重力加速度為g，求：
（1）魚餌到達(dá)管口C點(diǎn)時(shí)的速度v1；
（2）每次壓縮彈簧，貯存的彈性勢(shì)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(shí)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(dòng)．每次彈射時(shí)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(zhǎng)時(shí)間后，魚餌能夠落在水面上的最大面積S是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．某同學(xué)做“探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他將所有測(cè)得的彈簧伸長(zhǎng)量x與相應(yīng)的彈簧的彈力與彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系圖線；通過做出的彈簧彈力與彈簧伸長(zhǎng)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(gè)與外界相通的閥門，氣缸中有一可自由移動(dòng)的導(dǎo)熱活塞將氣缸隔成A、B兩部分．當(dāng)活塞穩(wěn)定時(shí)，活塞居于氣缸的中間位置．現(xiàn)關(guān)閉閥門，逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸使其豎直放置，如圖乙所示．當(dāng)再次穩(wěn)定時(shí)，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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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．在“測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)中
（1）第一組同學(xué)利用如圖a所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量，電壓表應(yīng)選擇量程3V（填）“3V”或”1 5V”），實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量另一節(jié)干電池，初始時(shí)滑片P在最右端，但由于滑動(dòng)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(dòng)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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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

17．汽車的制動(dòng)性能是保障行車安全的重要因素，某型號(hào)汽車A由于制動(dòng)系統(tǒng)老化，以30m/s的速度在平直公路上行駛時(shí)，緊急制動(dòng)后60s才能剛好停下來．現(xiàn)有一輛A型號(hào)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(dòng)，不計(jì)反應(yīng)時(shí)間．請(qǐng)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(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時(shí)滑塊甲碰前通過光電門計(jì)時(shí)裝置記錄的擋光片的擋光時(shí)間相等，碰后滑塊乙第一次和第二次通過光電門計(jì)時(shí)裝置記錄的擋光片擋光時(shí)間分別為t1，t2．通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這兩次碰撞均遵守動(dòng)量守恒定律，請(qǐng)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(yàn)證動(dòng)量定恒定律”的實(shí)驗(yàn)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(qǐng)簡(jiǎn)要說明理由：不能；缺少刻度尺．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

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(diǎn)速度為v時(shí)，m2恰好滑到斜面底端，此時(shí)細(xì)線斷開（不再對(duì)物塊產(chǎn)生作用），此后m2滑上質(zhì)量為M的足夠長(zhǎng)的薄木板（滑上瞬間無能量損失）．已知M=2m2，m2與M間的動(dòng)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(diǎn)時(shí)對(duì)球面的壓力大小；
（2）當(dāng)m1第一次落到斜面上時(shí)，m2仍在M上滑動(dòng)，則此時(shí)m2距M左端多遠(yuǎn)？

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