【題目】如圖所示，體積為V、內(nèi)壁光滑的圓形導(dǎo)熱氣缸頂部有簿的輕活塞。 氣缸內(nèi)密封有溫度為3T0、壓強(qiáng)為1. 5P0的理想氣體(P0和T0分別為外界活塞大氣壓強(qiáng)和室溫) ,設(shè)容器內(nèi)氣體的變化過(guò)程都是緩慢的。

(1)已知該氣體的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，求氣缸內(nèi)氣體分子的總個(gè)數(shù)N。

(2)求氣缸內(nèi)氣體與外界大氣達(dá)到平衡時(shí)的體積V1。

(3)已知活塞下降過(guò)程中，氣缸內(nèi)氣體放出的熱量值Q,求此過(guò)程中氣體內(nèi)能的變化量ΔU。

【答案】（1）（2）0.5V（3）

【解析】

（1）分子總數(shù)為

得：

（2）在氣體溫度由T=3T0降至T1的過(guò)程中，壓強(qiáng)由P＝1.5P0減少到P0，氣體體積不變

由查理定律得T1＝2T0

在氣體溫度由T1降至T0的過(guò)程中，體積由V減小到V1，氣體壓強(qiáng)不變

由蓋呂薩克定律得

（3）活塞下降過(guò)程中，活塞對(duì)氣體做的功

由熱力學(xué)第一定律得，

所以

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：

【題目】如圖甲所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線與閉合金屬線框位于同一平面內(nèi)，長(zhǎng)直導(dǎo)線中的電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示.在0-T/2時(shí)間內(nèi)，直導(dǎo)線中電流向上，則在T/2-T時(shí)間內(nèi)，線框中感應(yīng)電流的方向與所受安培力情況是（ ）

A. 感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，線框受安培力的合力方向向左

B. 感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，線框受安培力的合力方向向右

C. 感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，線框受安培力的合力方向向右

D. 感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針，線框受安培力的合力方向向左

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示某同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器的所示某同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器的掛鉤上，用來(lái)測(cè)量繩對(duì)小車的拉力，探究所示某同學(xué)將力傳感器固定在小車上，然后把繩的一端固定在傳感器的在小車及傳感器總質(zhì)量不變時(shí)加速度跟它們所受拉力的關(guān)系，根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出了如圖所示的a-F圖像。

(1)圖像不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是_______________；

(2)本實(shí)驗(yàn)中是否需要細(xì)沙和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和傳感器的總質(zhì)量___(填“是”或 “否”)

(3)由圖像求出小車和傳感器的總質(zhì)量為______kg；

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某電磁軌道炮的簡(jiǎn)化模型如圖a所示，兩圓柱形固定導(dǎo)軌相互平行，其對(duì)稱軸所在平面與水平面的夾角為θ，兩導(dǎo)軌的長(zhǎng)均為L、半徑均為b、每單位長(zhǎng)度的電阻均為，兩導(dǎo)軌之間的最近距離為d(d很小).一彈丸質(zhì)量為m(m較小)的金屬?gòu)椡?/span>(可視為薄片)置于兩導(dǎo)軌之間，彈丸直徑為d、電阻為R，與導(dǎo)軌保持良好接觸.兩導(dǎo)軌下端橫截面共面，下端(通過(guò)兩根與相應(yīng)導(dǎo)軌同軸的、較長(zhǎng)的硬導(dǎo)線)與一電流為I的理想恒流源(恒流源內(nèi)部的能量損耗可不計(jì))相連，不考慮空氣阻力和摩擦阻力，重力加速度大小圖a.某電磁軌道炮的簡(jiǎn)化模型為g，真空磁導(dǎo)率為μ0.考慮一彈丸自導(dǎo)軌下端從靜止開(kāi)始被磁場(chǎng)加速直至射出的過(guò)程.

(1)求彈丸在加速過(guò)程中所受到的磁場(chǎng)作用力；

(2)求彈丸的出射速度；

(3)求在彈丸加速過(guò)程中任意時(shí)刻、以及彈丸出射時(shí)刻理想恒流源兩端的電壓；

(4)求在彈丸的整個(gè)加速過(guò)程中理想恒流源所做的功:

(5)在θ=0°的條件下，若導(dǎo)軌和彈丸的電阻均可忽略，求彈丸出射時(shí)的動(dòng)能與理想恒流源所做的功之比.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2016年9月，G20峰會(huì)在杭州隆重召開(kāi)，其會(huì)議廳的裝飾設(shè)計(jì)既展示出中國(guó)建筑的節(jié)能環(huán)保理念，又體現(xiàn)了浙江的竹文化特色。圖a給出了其部分墻面采用的微孔竹板裝飾的局部放大照片，該裝飾同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了對(duì)聲波的共振吸收.竹板上有一系列不同面積、周期性排列的長(zhǎng)方形微孔，聲波進(jìn)入微孔后導(dǎo)致微孔中的空氣柱做簡(jiǎn)諧振動(dòng).單個(gè)微孔和竹板后的空氣層，可簡(jiǎn)化成一個(gè)亥姆霍茲共振器，如圖b所示.假設(shè)微孔深度均為l、單個(gè)微孔后的空氣腔體體積均為、微孔橫截面積記為S.聲波在空氣層中傳播可視為絕熱過(guò)程，聲波傳播速度與空氣密度及體積彈性模量的關(guān)系為，其中是氣體壓強(qiáng)的增加量與其體積V相對(duì)變化量之比，已知標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(273K，latm=1.01×105Pa)下空氣(可視為理想氣體)的摩爾質(zhì)量Mmol=29.0g/mol，熱容比，氣體普適常量R=8.31J/(K·mol).

(1)求標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的密度和聲波在空氣中的傳播速度；

(2)求上述亥姆霍茲共振器吸收聲波的頻率(用、S、I、V0表示)；

(3)為了吸收頻率分別為120Hz和200Hz的聲波，相應(yīng)的兩種微孔橫截面積之比應(yīng)為多少?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】宇宙射線中有大量高速飛行的π介子，它們會(huì)衰變成μ子和μ型反中微子

已知π介子和μ子的靜止質(zhì)量分別為mπ=139.57061MeV/c2和mμ=105.65837MeV/c2，反中微子的靜止質(zhì)量近似為零.在實(shí)驗(yàn)室參照系中測(cè)得π介子的飛行速度大小為=0.965c(c=3.00×108m/s為真空中的光速).

(1)求上述衰變過(guò)程產(chǎn)生的μ子的最大速率和最小速率；

(2)上述衰變產(chǎn)生的μ子從距離地面10000m的高空豎直向下飛行，已知靜止的μ子的半衰期=1.523μs，求地面觀察者能夠觀測(cè)到的μ子的最大概率.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】閃電是地球上最壯麗的自然現(xiàn)象之一，人們對(duì)閃電進(jìn)行了大量研究，近年來(lái)還觀測(cè)到閃電導(dǎo)致的瞬間發(fā)光和伽瑪射線暴等新現(xiàn)象.閃電通常由雷電云(離地6-12km)放電產(chǎn)生，多數(shù)閃電發(fā)生在云內(nèi)，少數(shù)到達(dá)地面，由于云內(nèi)冰狀顆粒相互碰撞，小顆粒冰晶帶正電，隨氣流上浮到云上端；較大顆粒帶負(fù)電，下墜到云底端(見(jiàn)圖a).云中閃電中和了云內(nèi)的正負(fù)電荷，而云地閃電則把負(fù)電荷釋放到地面.

(1)利用高空氣球攜帶的電場(chǎng)測(cè)量?jī)x測(cè)量高空中某圓柱形空域雷電云內(nèi)的電場(chǎng)，其強(qiáng)度可視為均勻分布，大小為0.15MV/m.該圓柱區(qū)域的中軸線垂直于地面，半徑為2.5km，高度為1.0km.求該區(qū)域上下兩端的電勢(shì)差、正電荷總量以及攜帶的總電能.已知真空介電常量=8.85×10-12F/m.

(2)在起電過(guò)程中，雷電云上下兩端電荷會(huì)隨時(shí)間指數(shù)增加.當(dāng)?shù)乇黼妶?chǎng)大于1.0kV/m時(shí)，就會(huì)發(fā)生云地閃電，因此地表電場(chǎng)很少超過(guò)10kV/m.假定1)中所述的雷電云從高空緩慢整體下移，直至其負(fù)電荷層離地高度為6.0km時(shí)暫時(shí)保持穩(wěn)定，地面為良導(dǎo)體，試估算此雷電云正下方產(chǎn)生的地表電場(chǎng)強(qiáng)度.

(3)云地閃電通常由帶電云底端帶負(fù)電的冰晶顆粒尖端放電觸發(fā)，先形成一條指向地面的放電細(xì)路徑(直徑為厘米量級(jí))，該細(xì)路徑隨時(shí)間向下延伸，并導(dǎo)致周圍空氣不斷電離，逐漸形成以原細(xì)路徑(橫截面大小可視為不變)為軸的粗圓柱形帶電體，最后接近地面形成云地閃電通道.該閃電通道垂直于地面，所帶負(fù)電荷總量為2.5C(原細(xì)放電路徑內(nèi)所帶電量相對(duì)很小)，閃電通道(中心放電細(xì)路徑除外)內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等.假設(shè)閃電通道的長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于其直徑，閃電通道的直徑遠(yuǎn)大于中心放電細(xì)路徑的直徑，且在閃電通道連通云地前的極短時(shí)間內(nèi)，閃電通道內(nèi)部的電荷分布可視為穩(wěn)定分布.已知大氣的電場(chǎng)擊穿閾值為3.0MV/m，試估算該云地閃電通道的直徑，并導(dǎo)出閃電通道(中心放電細(xì)路徑除外)內(nèi)的電荷密度徑向分布的表達(dá)式

(4)閃電通道連通云地后，云底和通道內(nèi)部的負(fù)電荷迅速流向地面；閃電區(qū)域的溫度驟然上升到數(shù)萬(wàn)攝氏度，導(dǎo)致其中的空氣電離，形成等離子體，放出強(qiáng)光，同時(shí)通道會(huì)劇烈膨脹，產(chǎn)生雷聲，閃電的放電電流經(jīng)過(guò)約10μs時(shí)間即可達(dá)數(shù)萬(wàn)安培.在通道底部(接近地面)向四周輻射出頻率約為30kHz的很強(qiáng)的無(wú)線電波.由于頻率低于20MHz(此即所謂電離層截止頻率)的電磁波不能進(jìn)入電離層內(nèi)部，該無(wú)線電波會(huì)加熱電離層底部(離地約80km)的等離子體，閃電電流--旦超過(guò)某閾值將導(dǎo)致該電離層底部瞬間發(fā)光，形成一個(gè)以強(qiáng)無(wú)線電波波源(通道底部)正上方對(duì)應(yīng)的電離層底部為中心的光環(huán)，最大直徑可延伸到數(shù)百公里.試畫(huà)出電離層底部光環(huán)產(chǎn)生與擴(kuò)展的物理過(guò)程示意圖，并計(jì)算光環(huán)半徑為100km時(shí)光環(huán)擴(kuò)張的徑向速度.

(5)球形閃電(球閃)的微波空泡模型認(rèn)為球閃是一個(gè)球形等離子體微波空腔(空泡).當(dāng)閃電微波較弱時(shí)，不足以形成微波空泡，會(huì)向太空輻射，穿透電離層，可被衛(wèi)星觀測(cè)到.實(shí)際上，衛(wèi)星確實(shí)觀測(cè)到了這種微波輻射.但衛(wèi)星觀測(cè)信號(hào)易受電離層色散的干擾，攜帶探測(cè)器的高空氣球可到達(dá)雷電云上方觀測(cè)，以避免此類干擾.為了在離地12km的高空觀測(cè)閃電發(fā)出的微波信號(hào)，需要在該區(qū)域懸浮一個(gè)載荷(包括氣球材料和探測(cè)器)為50kg的高空氦氣球，求此氣球在高空該區(qū)域懸浮時(shí)的體積.已知在離地12km的高度以下，大氣溫度隨高度每升高1km下降5.0K，地面溫度T0=290K，地面壓強(qiáng)=1.01×105pa，空氣摩爾質(zhì)量M=29g/mol；氣球內(nèi)氦氣密度(在離地高度12km處的值)=0.18kg/m3.重力加速度g=9.8m/s2，氣體普適常量R=8.31J/(K·mol).

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平軌道AB的間距為s＝4m，BC是半徑為R＝0.40m的豎直半圓形光滑軌道，B為兩軌道的連接點(diǎn)，C為軌道的最高點(diǎn)。一小物塊以v0＝6m/s的初速度從A點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)滑上半圓形光滑軌道，恰能經(jīng)過(guò)軌道的最高點(diǎn)，之后落回到水平軌道AB上的D點(diǎn)處。g取10m/s2，求：

(1)落點(diǎn)D到B點(diǎn)間的距離x；

(2)小物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小vB（結(jié)果可含根號(hào)）；

(3)小物塊與水平軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)有一段不光滑的斜直軌道與光滑的圓形軌道相切，切點(diǎn)P與圓心O的連線與豎直方向的夾角為θ=，圓形軌道的半徑為R，一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)，A點(diǎn)相對(duì)圓形軌道底部的高度h=7R，物塊通過(guò)圓形軌道最高點(diǎn)C時(shí)，與軌道間的壓力大小為3mg。求：

(1)物塊通過(guò)軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度大小？

(2)物塊通過(guò)軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力大��？

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