17．如圖所示，用輕質(zhì)活塞在氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量理想氣體，活塞與氣缸壁間摩擦忽略不計(jì)，開(kāi)始時(shí)活塞距氣缸底高度h1=0.50m．給氣缸加熱，活塞緩慢上升到距離氣缸底h2=0.80m處．上述過(guò)程中缸內(nèi)氣體吸收Q=450J的熱量．已知活塞橫截面積S=5.0×10-3m2，大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa．

（1）此過(guò)程中缸內(nèi)氣體增加的內(nèi)能△U為多少？
（2）此后，若保持氣缸內(nèi)氣體溫度不變，讓活塞最終還要穩(wěn)定在距氣缸底高度h1=0.50m處，需要在輕質(zhì)活塞上放一個(gè)質(zhì)量為多大的重物？

分析 （1）給氣缸加熱，活塞緩慢上升到距離氣缸底h2=，氣體做等壓變化，根據(jù)W=P△V求解氣體對(duì)外做的功，再根據(jù)熱力學(xué)第一定律列式求解缸內(nèi)氣體增加的內(nèi)能△U；
（2）若保持氣缸內(nèi)氣體溫度不變，讓活塞最終還要穩(wěn)定在距氣缸底高度h1=0.50m處，氣體做等溫變化，根據(jù)玻意而定律列式求解．

解答 解：（1）活塞緩慢上升，視為等壓過(guò)程，
   則氣體對(duì)活塞做功 W=-F△h=-p0S△h=-1.0×105×5.0×10-3×（0.8-0.5）J=-150J       
 ②根據(jù)熱力學(xué)定律△U=W+Q=-150+450=300J              
（2）由玻意耳定律可知：
P0Sh2=P′Sh1  ①
對(duì)活塞和重物根據(jù)平衡得：
P′S=P0S+mg   ②
①②聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得：m=30Kg
答：（1）此過(guò)程中缸內(nèi)氣體增加的內(nèi)能△U為300J；
（2）需要在輕質(zhì)活塞上放一個(gè)質(zhì)量為30Kg的重物．

點(diǎn)評(píng) 本題考察等溫變化和熱力學(xué)第一定律，應(yīng)用熱力學(xué)第一定律時(shí)要注意功和熱量的正負(fù)號(hào)．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

7．如圖所示，兩端開(kāi)口、內(nèi)徑均勻的玻璃彎管豎直固定，兩段水銀柱將空氣柱B封閉在玻璃管左側(cè)的豎直部分，A側(cè)水銀有一部分在水平管中．若保持溫度不變，向右管緩緩注入少量水銀，穩(wěn)定后（　�。�
A．右側(cè)水銀面高度差h1減小B．空氣柱B的長(zhǎng)度不變
C．空氣柱B的壓強(qiáng)減小D．左側(cè)水銀面高度差h2增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

8．如圖所示為一個(gè)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的軌跡示意圖，已知在B點(diǎn)時(shí)的速度與加速度相互垂直，則下列說(shuō)法中正確的是（　�。�
A．D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率小
B．A點(diǎn)的加速度與速度的夾角小于90°
C．A點(diǎn)的加速度比D點(diǎn)的加速度大
D．從A到D運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中加速度與速度的夾角一直減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

5．盧瑟福在研究α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出原子的核式結(jié)構(gòu)．以下說(shuō)法正確的（　�。�
A．按照湯姆孫模型，α粒子轟擊金箔時(shí)不可能發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)，因而盧瑟福否定了湯姆孫的“棗糕模型”，提出新的原子結(jié)構(gòu)模型
B．絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔運(yùn)動(dòng)方向不變，說(shuō)明原子所帶正電是均勻分布的
C．α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里
D．盧瑟福通過(guò)α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄估算出原子核的大小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

12．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑的長(zhǎng)木板的一端，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車A的后面．讓小車A運(yùn)動(dòng)，小車B靜止．在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥，如圖1，碰撞時(shí)撞針插入橡皮泥把兩小車粘合成一體．他在安裝好實(shí)驗(yàn)裝置后，先接通電源然后輕推小車A，使A獲得一定的速度，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，已知電源頻率為50Hz．

（1）實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖2所示，并測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距標(biāo)在圖上，則應(yīng)選BC段計(jì)算A的碰前速度；應(yīng)選DE段計(jì)算A和B碰后的共同速度（選填：“BC”、“CD”或“DE”）．
（2）已測(cè)得小車A的質(zhì)量m1=0.20kg，小車B的質(zhì)量m2=0.10kg，由以上測(cè)量結(jié)果可得：碰前總動(dòng)量=0.21kg•m/s；碰后總動(dòng)量=0.20kg•m/s．（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

2．關(guān)于重力做功和重力勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．重力做功與物體運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān)
B．重力對(duì)物體做負(fù)功時(shí)，物體的重力勢(shì)能一定減小
C．物體處在零勢(shì)能面以下時(shí)，其重力勢(shì)能為負(fù)值
D．重力勢(shì)能的變化與零勢(shì)能面的選取有關(guān)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

9．某天文臺(tái)測(cè)得某行星的一顆衛(wèi)星的軌道半徑為R，周期為T，則該衛(wèi)星的向心加速度為多少？行星的質(zhì)量為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

6．沿固定水平面上的斜面上勻加速下滑，則在物體下滑過(guò)程中，物體對(duì)斜面的作用力方向可能是下圖中的（　　）
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

3．某同學(xué)做“驗(yàn)證動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)，如圖所示，小車在一條橡皮筋的作用下彈出沿木板滑行，這時(shí)橡皮筋對(duì)小車做的功為W．當(dāng)用2條、3條…實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度都保持一致，每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度都由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測(cè)出．
（1）除了圖中已有的器材外，還需要導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、交流電源和刻度尺（填測(cè)量工具）．
（2）實(shí)驗(yàn)中小車會(huì)受到摩擦阻力，可以使木板適當(dāng)傾斜來(lái)平衡摩擦力，需要在左（填“左”或“右”）側(cè)墊高木板．

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