如圖所示，兩個截面積都為S的圓柱形容器，右邊容器高為H，上端封閉，左邊容器上端是一個可以在容器內(nèi)無摩擦滑動的質(zhì)量為M的活塞。兩容器由裝有閥門的極細管道相連，容器、活塞和細管都是絕熱的。開始時閥門關(guān)閉，左邊容器中裝有理想氣體，平衡時活塞到容器底的距離為H，右邊容器內(nèi)為真空�，F(xiàn)將閥門緩慢打開，活塞便緩慢下降，直至系統(tǒng)達到新的平衡，此時理想氣體的溫度增加為原來的1.4倍，已知外界大氣壓強為p0，求此過程中氣體內(nèi)能的增加量。
 

試題分析：理想氣體發(fā)生等壓變化。設氣體壓強為p，活塞受力平衡
                             1分
設氣體初態(tài)的溫度為T，系統(tǒng)達到新平衡時活塞下降的高度為x，由蓋——呂薩克定律
                         2分
解得                                1分
又系統(tǒng)絕熱，即Q=0                         1分
外界對氣體做功為                2分
根據(jù)熱力學第一定律有           1分
所以           2分
點評：本題難度中等，處理氣體狀態(tài)方程問題時，明確初末狀態(tài)以及初末狀態(tài)下各物理量的關(guān)系
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（選修模塊3—3）（7分）
（1）（3分）關(guān)于熱現(xiàn)象和熱學規(guī)律，以下說法正確的有           
A．電流通過電阻后電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過“熱傳遞”,方式實現(xiàn)的
B．液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，液體表面存在張力
C．隨分子間的距離增大，分子間的引力減小，分子間的斥力也減小
D．晶體熔化時吸收熱量，分子平均動能一定增大
（2）（4分）一氣象探測氣球，在充有壓強為1.OOatm（即76.0cmHg）、溫度為27.0℃的氦氣時，體積為3.50m3.在上升至海拔6.50km高空的過程中，氣球內(nèi)氦氣逐漸減小到此高度上的大氣壓36.0cmGg，氣球內(nèi)部因啟動一持續(xù)加熱過程而維持其溫度不變.此后停止加熱，保持高度不變.已知在這一海拔高度氣溫為-48.0℃.求：
（1）氦氣在停止加熱前的體積
（2）氦氣在停止加熱較長一段時間后的體積
（3）若忽略氣球內(nèi)分子間相互作用，停止加熱后，氣球內(nèi)氣體吸熱還是放熱？簡要說明理由

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一個開口向上的圓筒氣缸直立于地面上，距缸底處固定一個中心開孔的隔板a，在小孔處裝有一個只能向下開啟的單向閥門b，即只有當上部壓強大于下部壓強時，閥門開啟，c為一質(zhì)量與摩擦均不計的活塞，開始時隔板以下封閉空氣壓強為2(為大氣壓)，隔板以上由活塞c封閉空氣壓強為，活塞c與隔板距離為．現(xiàn)緩慢地將鐵砂加在活塞c上，已知鐵砂質(zhì)量為時，可產(chǎn)生向下的壓強為，并設氣體溫度保持不變，活塞、缸壁與隔板厚度均可不計，求：

(1)當堆放鐵砂質(zhì)量為時，活塞c距缸底高度是多少？
(2)當堆放鐵砂質(zhì)量為時，缸內(nèi)各部分氣體壓強是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

容積為20升的鋼瓶充滿氧氣后，壓強為30大氣壓，打開鋼瓶中的閥門，讓氧氣分別裝到容積為5升的小瓶中，若小瓶原來為真空，裝到小瓶中的氧氣壓強為2個大氣壓，分裝中無漏氣且溫度不變，那么最多能裝多少小瓶？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

如圖所示為一均勻薄壁U形管，左管上端封閉，右管開口且足夠長，管的橫截面積為S=1×10-4 m2,內(nèi)裝水銀，右管內(nèi)有一質(zhì)量為m="0.1" kg的活塞擱在固定卡口上，卡口比左管上端高出L="20" cm，活塞與管壁間非常密封且無摩擦，右管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的氣體.起初溫度為t0="27" ℃時，左、右管內(nèi)液面高度相等，且左管內(nèi)充滿水銀，右管內(nèi)封閉氣體的壓強為p1=p0=1.0×105 Pa="75" cmHg.現(xiàn)使右管內(nèi)氣體溫度逐漸升高,求：

①溫度升高到多少K時，右管活塞開始離開卡口上升？
②溫度升高到多少K時，活塞上升到離卡口4 cm處？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，氣缸中封閉著溫度為127℃的空氣，一重物用輕繩經(jīng)輕滑輪跟氣缸中的活塞相連接，不計一切摩擦，重物和活塞都處于平衡狀態(tài)，這時活塞離氣缸底的高度為10cm。如果缸內(nèi)空氣溫度降為87℃，則重物將上升       cm；該過程適用的氣體定律是       （填“玻意耳定律”或“查理定律”或“蓋·呂薩克定律”）。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

夏季車輛長途行駛時，車胎內(nèi)氣體溫度最高可達77℃。某型號輪胎說明書上標注的最大胎壓為3.5×105Pa。若給該輪胎充氣時，胎內(nèi)氣體溫度恒為27℃，不計充氣及車輛行駛時車胎體積的變化，為了保證行車安全，該輪胎剛充完氣的氣壓不應超過多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖8-2-12所示為某一定質(zhì)量的氣體的壓強—溫度變化圖象，A、B是它的兩個狀態(tài)，A、B、O三點共線.則A、B兩狀態(tài)的體積關(guān)系是（   ）

圖8-2-12
A.VA<VB           B.VA=VB               C.VA>VB               D.無法確定

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計算題

（1）（6分）如圖所示，電路與一絕熱密閉氣缸相連，R為電阻絲，氣缸內(nèi)有一定質(zhì)量的理想氣體，外界大氣壓恒定。閉合電鍵后，絕熱活塞K緩慢且無摩擦地向右移動，則下列說法正確的是__________（填入正確選項前的字母，選對1個給3分，選對2個給4分，選對3個給6分，每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。
A．氣體的內(nèi)能增加
B．氣體分子平均動能不變
C．電熱絲放出的熱量等于氣體對外所做的功
D．氣體的壓強不變
E．氣體分子單位時間內(nèi)對器壁單位面積的撞擊次數(shù)減少
（2）（9分）在一端封閉、內(nèi)徑均勻的直玻璃管內(nèi)，有一段水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體a。將管口向上豎直放置，若溫度為T，達到平衡時，氣柱a的長度為L ；將管口向下豎直放置，若溫度為T1，達到平衡時，氣柱a的長度為L1。然后將管平放在水平桌面上，此時溫度為T2，在平衡時，氣柱a的長度為L2。已知：T、T1、 T2、 L 、L1；大氣壓P0一直保持不變，不計玻璃管和水銀的體積隨溫度的變化。求：L2

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