16.如圖是用導(dǎo)熱性能良好的材料制成的實(shí)驗(yàn)氣體裝置,開始時長度為22cm,現(xiàn)用豎直向下的外力F壓縮氣體,使封閉的空氣柱長度變?yōu)?1cm,人對活塞做功100J,大氣壓強(qiáng)為p0=1×105Pa,不計活塞的重力.問:
(1)若用足夠長的時間緩慢壓縮,求壓縮后的氣體的壓強(qiáng)為多大.
(2)若以適當(dāng)?shù)乃俣葔嚎s氣體,向外散失的熱量為20J,試求大氣壓力對活塞所做的功以及氣體的內(nèi)能增加量(活塞的橫截面積S=10cm2

分析 (1)材料導(dǎo)熱性能良好,且足夠長時間緩慢壓縮,因此氣體做等溫變化,根據(jù)等溫變化列方程求解即可.
(2)求出外界對氣體做功情況,根據(jù)熱力學(xué)第一定律求解即可.

解答 解:(1)封閉空氣柱的初狀態(tài)壓強(qiáng)為:P1=1×105Pa   體積為:V1=22S
封閉空氣柱的末狀態(tài)體積為:V2=11S
用足夠長的時間緩慢壓縮,氣體做等溫變化,由玻馬定律知:P1V1=P2V2
代入數(shù)據(jù)解得:P2=2×105 Pa
(2)大氣壓力對活塞所做的功:
W1=P0Sh=1×105×10×10-4×(0.22-0.11)=11J,
由熱力學(xué)第一定律:W1+W2+Q=△U
內(nèi)能的增加量:△U=11J+100J-20J=91J;
答:(1)若用足夠長的時間緩慢壓縮,求壓縮后的氣體的壓強(qiáng)為2×105Pa.
(2)若以適當(dāng)?shù)乃俣葔嚎s氣體,向外散失的熱量為20J,大氣壓力對活塞所做的功為11J,氣體的內(nèi)能增加量為91J.

點(diǎn)評 本題考查了求壓強(qiáng)與內(nèi)能變化量,分析清楚氣體狀態(tài)變化過程是解題的關(guān)鍵,應(yīng)用玻意耳定律與熱力學(xué)第一定律可以解題.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.一輛汽車沿平直的公路做直線運(yùn)動.第1s內(nèi)、第2s內(nèi)…第10s內(nèi)的位移分別為1m、2m、…10m,由此可知( 。
A.這輛汽車一定做勻加速直線運(yùn)動
B.這輛汽車的加速度為1m/s2
C.這輛汽車第5s末的速度為5.5m/s
D.這輛汽車前10s內(nèi)的平均速度為5.5m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.某探究小組想利用驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋鐖D(甲)所示.框架上裝有可上下移動位置的光電門1和固定不動的光電門2;框架豎直部分緊貼一刻度尺,零刻度線在上端,可以測量出兩個光電門到零刻度線的距離x1和x2;框架水平部分用電磁鐵吸住一個質(zhì)量為m的小鋼球,小鋼球的重心所在高度恰好與刻度尺零刻度線對齊.切斷電磁鐵線圈中的電流時,小鋼球由靜止釋放,當(dāng)小鋼球先后經(jīng)過兩個光電門時,與光電門連接的傳感器即可測算出其速度大小v1和v2.小組成員多次改變光電門1的位置,得到多組x1和v1的數(shù)據(jù),建立如圖(乙)所示的坐標(biāo)系并描點(diǎn)連線,得出圖線的斜率為k.

(1)用游標(biāo)卡尺測量小鋼球的直徑,如圖(丙)所示,該小鋼球的直徑是1.050cm.
(2)關(guān)于光電門1的位置,下面哪個做法可以減小重力加速度的測量誤差C.
A.盡量靠近刻度尺零刻度
B.盡量靠近光電門2
C.既不能太靠近刻度尺零刻度,也不能太靠近光電門2
(3)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?\frac{1}{2}k$ (用k表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.三角形傳送帶以1m/s的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動,兩邊的傳送帶長都是2m且與水平方向的夾角均為37°.現(xiàn)有兩個小物塊A、B從傳送帶頂端都以1m/s的初速度沿傳送帶下滑,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)都是0.5,下列說法正確的是(sin37°=0.6)( 。
A.物塊A先到達(dá)傳送帶底端
B.物塊B先到達(dá)傳送帶底端
C.傳送帶對物塊A、B均做負(fù)功
D.物塊A、B在傳送帶上的劃痕長度相同

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.四個定值電阻串聯(lián)在一起,已知定值電阻R2=R4=20Ω,另外兩個定值電阻的阻值未知,兩個理想電壓表按如圖方式連接在電路中,當(dāng)在M、N間接恒定電壓后,兩電壓表的示數(shù)分別為U1=15V、U2=10V.則M、N間的電壓U為 ( 。
A.25VB.26VC.23VD.24V

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示是A、B兩質(zhì)點(diǎn)從同一地點(diǎn)運(yùn)動的s-t圖象,則下列說法中正確的是( 。
A.A質(zhì)點(diǎn)以2 m/s的速度勻速運(yùn)動
B.B質(zhì)點(diǎn)先沿負(fù)方向做直線運(yùn)動,后沿正方向做直線運(yùn)動
C.B質(zhì)點(diǎn)最初4 s做減速運(yùn)動,后4 s做加速運(yùn)動
D.A、B兩質(zhì)點(diǎn)在8s末相遇

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.某次地震后,人民子弟兵幫助受災(zāi)群眾將貴重物從廢墟中移出,假如移出過程可以簡化為以下物理模型:如圖所示,質(zhì)量為mB=14kg的箱子B放在水平地面上,質(zhì)量為mA=100kg的重物A壓在木板B上,一根輕繩一端拴在重物A上,另一端拴在地面的木樁上,繩繃緊時與水平面的夾角為θ=37°,已知重物A與箱子B之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5,箱子B與地面之間的動摩擦因數(shù)μ2=0.4,重力加速度g取10m/s2,現(xiàn)用水平力F將箱子B從重物A下面勻速抽出,試求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2
(1)繩上張力F1的大;
(2)拉力F的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.石塊A自塔頂自由落下H時,石塊B自離塔頂豎直距離h處自由下落,兩石塊同時著地,則塔高為( 。
A.H+hB.$\frac{(H+h)^{2}}{(H-h)}$C.$\frac{(H+h)^{2}}{4H}$D.$\frac{{H}^{2}}{4(H+h)}$

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

6.一個電熱器接在10V的直流電源上產(chǎn)生大小一定的熱功率.若把它接在正弦交流電源上,要使其產(chǎn)生的熱功率是直流時的一半,則所用交流電源電壓的最大值是10V有效值是5$\sqrt{2}$V.

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