【題目】如圖所示，一豎直放置的絕熱氣缸，頂部水平，在頂部安裝有體積可以忽略的電熱絲，在氣缸內(nèi)通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，氣體的溫度為T0 ， 絕熱活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，若通過電熱絲緩慢加熱，使得絕熱活塞由與氣缸底部相距h的位置下滑至2h的位置，此過程中電熱絲放出的熱量為Q，已知外界大氣壓強為p0 ， 重力加速度為g，并且可以忽略活塞與氣缸壁之間的摩擦和氣體分子之間的相互作用，求：

（i）在活塞下滑至距頂部2h位置時，缸內(nèi)氣體溫度T1
（ii）在活塞下滑過程中，缸內(nèi)氣體內(nèi)能的增加量△U．

【答案】解：（i）選擇封閉氣體作為研究對象，氣體發(fā)生等壓變化，

初態(tài)：體積V0=hS，溫度T0，

末態(tài)：體積V1=2hS，溫度T1，

根據(jù)蓋﹣呂薩克定律可得： =

解得：T1=2T0

（ii）氣體在等壓變化過程中，活塞受力平衡：pS=p0S﹣mg

氣體對外做功做功，故：W=﹣pSh=﹣（p0S﹣mg）h

根據(jù)熱力學第一定律：△U=W+Q

在活塞下滑過程中，缸內(nèi)氣體內(nèi)能的增加量：△U=Q+W=Q﹣（p0S﹣mg）h

答：（i）在活塞下滑至距頂部2h位置時，缸內(nèi)氣體溫度T1為2T0；

（ii）在活塞下滑過程中，缸內(nèi)氣體內(nèi)能的增加量△U為Q﹣（p0S﹣mg）h．


【解析】蓋-呂薩克定律（壓強相同，體積與溫度的關系）：一定質(zhì)量的氣體，在壓強不變的情況下，它的體積跟熱力學溫度成正比。具體公式： ；熱力學第一定律：能量是守恒的，他總是在一個與另一個物體之間傳遞．

練習冊系列答案
相關習題

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【題目】如圖所示，重力為G的光滑球在傾角為θ的斜面和豎直光滑墻壁之間處于靜止狀態(tài)。若將斜面換成材料和質(zhì)量相同，但傾角θ稍小一些的斜面，以下判斷正確的是(　　)

A. 球對墻的壓力變大

B. 球對斜面的壓力變大

C. 斜面可能向左滑動

D. 斜面仍將保持靜止

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】同學利用圖（a）所示的實驗裝置探究物塊速度隨時間的變化．物塊放在桌面上，細繩的一端與物塊相連，另一端跨過滑輪掛上鉤碼．打點計時器固定在桌面左端，所用交流電源頻率為50Hz．紙帶穿過打點計時器連接在物塊上．啟動打點計時器，釋放物塊，物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運動．打點計時器打出的紙帶如圖（b）所示（圖中相鄰兩點間有4個點未畫出）．

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，該同學認為物塊的運動為勻加速運動．回答下列問題：

（1）在打點計時器打出B點時，物塊的速度大小為_____m/s．在打出D點時，物塊的速度大小為_____m/s；（保留兩位有效數(shù)字）

（2）物塊的加速度大小為_____m/s2．（保留兩位有效數(shù)字）

（3）如果當時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=51Hz，而做實驗的同學并不知道，那么加速度的測量值與實際值相比_____（填“偏大”“偏小”或“不變”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關于自由落體運動（g=10m/s2），下列說法中正確的是（ ）

A. 它是豎直向下，v0=0、a=g的勻加速直線運動

B. 在開始連續(xù)的三個1s內(nèi)通過的位移之比是1：3：5

C. 在開始連續(xù)的三個1s末的速度大小之比是1：2：3

D. 從開始運動到距下落點5m、10m、15m所經(jīng)歷的時間之比為1：2：3

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】從離地面80m的空中自由落下一個小球，g取10m/s2，求：

（1）經(jīng)過多長時間落到地面？

（2）自開始下落計時，在第1s內(nèi)的位移大小、最后1s內(nèi)的位移大小；

（3）下落時間為總時間的一半時的位移大小和速度大小．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】汽車發(fā)動機的功率為60kW，汽車的質(zhì)量為4t，當它行駛在坡度為0.02（sinα=0.02）的長直公路上時，如圖所示，所受摩擦阻力為車重的0.1倍（g=10m/s2），求：

（1）汽車所能達到的最大速度vm；
（2）若汽車從靜止開始以0.6m/s2的加速度做勻加速直線運動，則此過程能維持多長時間？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】伽利略曾經(jīng)假設了兩種勻變速運動：第一種是速度的變化對時間來說是均勻的，即經(jīng)過相等的時間，速度的變化相等；第二種是速度的變化對位移來說是均勻的，即經(jīng)過相等的位移，速度的變化相等．那么，關于自由落體運動速度的變化情況，下列說法正確的是(　　)

A. 經(jīng)過相同的時間，速度的變化相等

B. 經(jīng)過相同的時間，速度的變化不等

C. 經(jīng)過相同的位移，速度的變化相等

D. 經(jīng)過相同的位移，速度的變化不等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，甲圖為某質(zhì)點的圖象，乙圖為某質(zhì)點的圖象,下列關于兩質(zhì)點的運動情況說法正確的是( )

A. 0s～2s內(nèi)：甲圖質(zhì)點做勻加速直線運動，乙圖質(zhì)點做勻速直線運動

B. 2s～3s內(nèi)：甲圖質(zhì)點和乙圖質(zhì)點均靜止不動

C. 3s～5s內(nèi)：甲圖質(zhì)點和乙圖質(zhì)點均做勻減速運動，加速度為﹣15m/s2

D. 0s～5s內(nèi)：甲圖質(zhì)點的位移為﹣10m，乙圖質(zhì)點的位移為100m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學在測定勻變速直線運動的加速度時，得到了幾條較為理想的紙帶．他已在每條紙帶上按每5個點取好一個計數(shù)點，即兩計數(shù)點之間的時間間隔為0.1s，依打點先后編為0、1、2、3、4、5．由于不小心，幾條紙帶都被撕斷了，如圖所示．請根據(jù)給出的A、B、C、D四段紙帶回答：

（1）B、C、D三段紙帶中選出從紙帶A上撕下的那段應該是
（2）打A紙帶時，物體的加速度大小是 m/s2 ．
（3）打計數(shù)點4時，對應的物體速度大小為 m/s．

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