【題目】內(nèi)壁光滑上小下大的圓柱形薄壁氣缸豎直放置,上下氣缸的橫截面積分別為S1=40cm2、S2=80cm2,上下氣缸的高度分別為h=80cm、H=100cm。質(zhì)量為m=8kg的薄活塞將0.5mol氫氣(H2的摩爾質(zhì)量為2g/mol)封閉在氣缸內(nèi),活塞靜止在管口,如圖所示。已知?dú)錃獾亩ㄈ荼葻崛?/span>Cv為10.21kJ/(kgK),外界大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,g取10m/s2。定容比熱容Cv是指單位質(zhì)量的氣體在容積不變的條件下,溫度升高或降低1K所吸收或放出的熱量。保持缸內(nèi)氣體溫度為35℃不變,用豎直外力緩慢向下推活塞,當(dāng)活塞恰推至上氣缸底部時(shí),外力大小為F。求：

（1）求F的大小;

（2）隨后在逐漸減小豎直外力的同時(shí)改變缸內(nèi)氣體溫度,使活塞位置保持不變，直至外力恰為0。求這一過程中氣體內(nèi)能的變化量為多少?(結(jié)果保留三位有效數(shù))。

【答案】①192N ②898J

【解析】

（1）溫度不變，初始?jí)簭?qiáng)：

初始體積

當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到小氣缸底部時(shí)，氣體體積.

由玻意爾定律得.

對(duì)活塞受力分析可知：.

解得：F=192N..

（2）體積不變；改變溫度之后氣體的壓強(qiáng)為p3，p3=p1=1.20×105Pa

設(shè)此時(shí)溫度為T3，初始溫度為T1=35+273=308K.

由蓋-呂薩克定律得解得T3=220K

溫度降低放出熱量KJ≈898J.

根據(jù)得氣體內(nèi)能的變化量為898J.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩條平行導(dǎo)軌傾斜地固定在絕緣地面上，導(dǎo)軌間距為d，在導(dǎo)軌的底端連接一阻值為R的定值電阻，在空間加一垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，將一質(zhì)量為m、阻值為R、長(zhǎng)度為d的金屬桿垂直地放在導(dǎo)軌上，給金屬桿一沿斜面向上的大小為v的初速度，當(dāng)其沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)的位移大小為x時(shí)，速度減為零，已知導(dǎo)軌的傾角為α、金屬桿與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ、重力加速度為g．則金屬桿從出發(fā)到到達(dá)最高點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是(　　)

A. 金屬桿所受安培力的最大值為

B. 金屬桿克服安培力做的功為

C. 定值電阻產(chǎn)生的熱量為

D. 金屬桿減少的機(jī)械能為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,長(zhǎng)為L、相距d的兩水平放置的平行金屬板之間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。從離子源先后發(fā)射出氫同位素粒子、 (不計(jì)重力),經(jīng)同一電場(chǎng)區(qū)加速,從兩極板中點(diǎn)以相同速率垂直磁感線水平進(jìn)入磁場(chǎng),兩種粒子都恰好不打在極板上。下列說法正確的是

A. 、粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比為3:1

B. 極板長(zhǎng)L與間距d之比為

C. 、粒子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過的角度之比為3:1

D. 、粒子進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域前的初動(dòng)能之比小于1/3

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，E為內(nèi)阻不能忽略的電池，R1、R2、R3為定值電阻，S0、S為開關(guān)，V與A分別為電壓表與電流表。初始時(shí)S0閉合，S斷開，現(xiàn)將S閉合，則（　�。�

A. 電流表的示數(shù)增大 B. 電壓表的示數(shù)減小

C. 電源的總功率減小 D. 電源的效率提高

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】表中數(shù)據(jù)是某地區(qū)1-6月份氣溫與氣壓的對(duì)照表：

6月份與1月份相比較,下列說法正確的是（ ）

A. 空氣中每個(gè)氣體分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)速度加快了

B. 空氣中氣體分子的平均動(dòng)能增加了

C. 單位時(shí)間內(nèi)空氣分子對(duì)地面單位面積的撞擊次數(shù)增加了

D. 單位時(shí)間內(nèi)空氣分子對(duì)地面單位面積的撞擊次數(shù)減少了

E. 速率大的空氣分子比例較多

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)子療法進(jìn)行治療，該療法用一定能量的質(zhì)子束照射腫瘤殺死癌細(xì)胞。現(xiàn)用一直線加速器來加速質(zhì)子，使其從靜止開始被加速到1.0×107m/s。已知加速電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為1.3×105N/C，質(zhì)子的質(zhì)量為1.67×10-27kg，電荷量為1.6×10-19C，則下列說法正確的是

A. 加速過程中質(zhì)子電勢(shì)能增加

B. 質(zhì)子所受到的電場(chǎng)力約為2×10－15N

C. 質(zhì)子加速需要的時(shí)間約為8×10-6s

D. 加速器加速的直線長(zhǎng)度約為4m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B、C為三個(gè)實(shí)心小球，A為鐵球，B、C為木球。A、B兩球分別連在兩根彈簧上，C球連接在細(xì)線一端，彈簧和細(xì)線的下端固定在裝水的杯子底部，該水杯置于用繩子懸掛的靜止吊籃內(nèi)。若將掛吊籃的繩子剪斷，則剪斷的瞬間相對(duì)于杯底（不計(jì)空氣阻力，ρ木＜ρ水＜ρ鐵）

A. A球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，B、C球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)

B. A、B球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，C球不動(dòng)

C. A球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)，B球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，C球不動(dòng)

D. A球?qū)⑾蛏线\(yùn)動(dòng)，B球?qū)⑾蛳逻\(yùn)動(dòng)，C球不動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】請(qǐng)讀出以下測(cè)量?jī)x器的示數(shù)，其中游標(biāo)卡尺讀數(shù)為_____cm，螺旋測(cè)微器讀數(shù)為_____mm，多用電表?yè)跷粸橹绷麟妷簱?/span>50V時(shí)讀數(shù)為_____V，若用歐姆表×100擋時(shí)的讀數(shù)為_____Ω。

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【題目】如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的水平邊界相距為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、水平向里。質(zhì)量為m、電阻為R、邊長(zhǎng)為L的正方形線圈abcd，在磁場(chǎng)上方高h處由靜止釋放，已知cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與cd邊剛離開磁場(chǎng)時(shí)速度相等，不計(jì)空氣阻力，在線圈穿過磁場(chǎng)的整個(gè)過程中

A. 線圈產(chǎn)生的熱量為mgd

B. 若L=d，則所用時(shí)間為d

C. 若L>d，則線圈ab邊進(jìn)磁場(chǎng)時(shí)的速度為

D. 若L<d，則線圈的最小速度為

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