【題目】如圖所示，豎直放置的圓筒形注射器，活塞上端接有氣壓表，能夠方便測出所封閉理想氣體的壓強(qiáng)．開始時，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時氣體體積為30cm3 ， 氣壓表讀數(shù)為1.1×105Pa．若用力向下推動活塞，使活塞緩慢向下移動一段距離，穩(wěn)定后氣壓表讀數(shù)為2.2×105Pa．不計活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦，環(huán)境溫度保持不變．

（1）簡要說明活塞移動過程中，被封閉氣體的吸放熱情況
（2）求活塞穩(wěn)定后氣體的體積
（3）對該過程中的壓強(qiáng)變化做出微觀解釋

【答案】
（1）

在移動活塞的過程中，氣體體積變小，外界對氣體做功，W＞0；環(huán)境溫度不變，活塞緩慢向下移動過程中，氣體溫度不變，氣體溫度內(nèi)能不變，△U=0；由熱力學(xué)第一定律△U=W+Q，可知Q=△U﹣W=﹣W＜0，因此氣體要放出熱量。


（2）

氣體發(fā)生了等溫變化，由玻意耳定律可得：P1V1=P2V2，即：1.1×105Pa×30cm3=2.2×105Pa×V2，解得：V2=15cm3。


（3）

氣體溫度不變，分子平均動能不變，每個分子對器壁的撞擊力不變；在活塞向下移動的過程中，氣體體積減小，分子密度增加，單位時間內(nèi)撞擊器壁的分子數(shù)增加，器壁單位面積受到的壓力增大，即氣體壓強(qiáng)增大．


【解析】①在移動活塞的過程中，氣體體積變小，外界對氣體做功，W＞0；
環(huán)境溫度不變，活塞緩慢向下移動過程中，氣體溫度不變，氣體溫度內(nèi)能不變，△U=0；
由熱力學(xué)第一定律△U=W+Q ， 可知Q=△U﹣W=﹣W＜0，因此氣體要放出熱量；
②氣體發(fā)生了等溫變化，由玻意耳定律可得：P1V1=P2V2 ，
即：1.1×105Pa×30cm3=2.2×105Pa×V2 ， 解得：V2=15cm3 ，
③氣體溫度不變，分子平均動能不變，每個分子對器壁的撞擊力不變；
在活塞向下移動的過程中，氣體體積減小，分子密度增加，
單位時間內(nèi)撞擊器壁的分子數(shù)增加，器壁單位面積受到的壓力增大，即氣體壓強(qiáng)增大．
所以答案是：①封閉氣體放熱；②活塞穩(wěn)定后氣體的體積是15cm3；
③氣體溫度不變，分子平均動能不變，氣體體積減小，分子密度增大，氣體壓強(qiáng)變大．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，粗細(xì)均勻的均質(zhì)桿AB在B點(diǎn)用鉸鏈與豎直墻連接，桿長為L ． A端有一輕質(zhì)滑輪（大小可忽略）．足夠長的輕繩通過滑輪將重物吊�。�θ為370時恰好達(dá)到平衡，且保持繩AC在水平方向，則桿AB的質(zhì)量m與重物的質(zhì)量M的比值為 ． 若將桿換為長度不變的輕桿，其它條件不變，則系統(tǒng)平衡時輕桿與豎直墻面的夾角為 ． （sin37°=0.6，cos37°=0.8）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖1所示的裝置探究功與速度變化的關(guān)系，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行．打點(diǎn)計時器的工作頻率為50Hz．

（1）實(shí)驗(yàn)中木板略微傾斜，這樣做；
A.是為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑
B.是為了增大小車下滑的加速度
C.可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功
D.可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運(yùn)動
（2）實(shí)驗(yàn)中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…合并起來掛在小車的前端進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次都要把小車?yán)酵晃恢迷籴尫牛训?次只掛1條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功記為W1 ， 第二次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W1…橡皮筋對小車做功后而使小車獲得的速度可由打點(diǎn)計時器打出的紙帶測出．根據(jù)第四次的紙帶（如圖2所示）求得小車獲得的速度為 m/s．（保留三位有效數(shù)字）
（3）若根據(jù)多次測量數(shù)據(jù)畫出的W﹣v圖象如圖3所示，根據(jù)圖線形狀，可知對W與v的關(guān)系符合實(shí)際的是圖 ．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用掃描隧道顯微鏡（STM）可以得到物質(zhì)表面原子排列的圖象，從而可以研究物質(zhì)的構(gòu)成規(guī)律．圖的照片是一些晶體材料表面的STM圖象，通過觀察、比較，可以看到這些材料都是由原子在空間排列而構(gòu)成的，具有一定的結(jié)構(gòu)特征．
（1）則構(gòu)成這些材料的原子在物質(zhì)表面排列的共同特點(diǎn)是：

a．；
b． ．
（2）制冷機(jī)是一種利用工作物質(zhì)（制冷劑）的逆循環(huán)，使熱從低溫物體傳到高溫物體的裝置，通過制冷機(jī)的工作可以使一定空間內(nèi)的物體溫度低于環(huán)境溫度并維持低溫狀態(tài)．夏天，將房間中一臺正工作的電冰箱的門打開，試分析這是否可以降低室內(nèi)的平均溫度？為什么？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，在傾斜角為θ的光滑斜面上放一輕質(zhì)彈簧，其下端固定，靜止時上端位置在B點(diǎn)，在A點(diǎn)放上一質(zhì)量m=2.0kg的小物體，小物體自由釋放，從開始的一段時間內(nèi)的v﹣t圖象如圖2所示，小物體在0.4s時運(yùn)動到B點(diǎn)，在0.9s到達(dá)C點(diǎn)，BC的距離為1.2m（g=10m/s2），由圖知（ ）

A.斜面傾斜角θ=60°
B.物體從B運(yùn)動到C的過程中機(jī)械能守恒
C.物塊從C點(diǎn)回到A點(diǎn)過程中，加速度先增后減，再保持不變
D.在C點(diǎn)時，彈簧的彈性勢能為16J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，電表均為理想電表．閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭由圖示位置向左滑動的過程中，下列判斷正確的是（ ）

A.電容器的電量增加
B.電阻R2兩端電壓增加
C.電源的總功率增加
D.電源的輸出功率一定減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一導(dǎo)熱氣缸內(nèi)壁光滑且開口向左，固定在水平地面上，用活塞封閉著一定質(zhì)量的氣體，活塞處于平衡狀態(tài)．若在外界溫度由28℃緩慢降低至18℃的過程中，大氣壓強(qiáng)保持不變，氣體分子之間相互作用的勢能可忽略，則（　�。�

A.密閉氣體的內(nèi)能增加
B.密閉氣體向外界釋放熱量
C.密閉氣體的壓強(qiáng)變小
D.大氣對系統(tǒng)不做功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為0.20kg的重物拖著紙帶自由下落，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)，如圖所示．已知相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.02秒，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.80m/s2 ， 回答以下問題．

（1）紙帶的（選填“左”或“右”）端與重物相連；
（2）打點(diǎn)計時器應(yīng)接（選填“直流”或“交流”）電源，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先（填“釋放紙帶”或“接通電源”）；
（3）從起點(diǎn)P到打下計數(shù)點(diǎn)B的過程中物體的重力勢能減少量△Ep=J，此過程中物體動能的增加量△Ek=J；（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一根輕彈簧下端固定，豎立在水平面上．其正上方A位置有一只小球．小球從靜止開始下落，在B位置接觸彈簧的上端，在C位置小球所受彈力大小等于重力，在D位置小球速度減小到零．關(guān)于小球下降階段下列說法中正確的是（ ）

A.在B位置小球動能最大
B.在C位置小球動能最大
C.從A→C位置小球重力勢能的減少等于小球動能的增加
D.從A→D位置小球重力勢能的減少等于彈簧彈性勢能的增加

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