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【题目】如图所示,上端带卡环的绝热圆柱形气缸竖直放置在水平地面上,气缸内部的高度为h,气缸内部被厚度不计、质量均为m的活塞AB分成高度相等的三部分,下边两部分封闭有理想气体MN,活塞A导热性能良好,活塞B绝热,两活塞均与气缸接触良好,不计一切摩擦,N部分气体内有加热装置,初始状态温度为T0,气缸的横截面积为S,外界大气压强大小为且保持不变。现对N部分气体缓慢加热

1)当活塞A恰好到达气缸上端卡环时,N部分气体从加热装置中吸收的热量为Q,求该过程中N部分气体内能的变化量;

2)活塞A恰好接触气缸上端卡环后,继续给N部分气体加热,当M部分气体的高度达到时,求此时N部分气体的温度。

【答案】(i)Q-mgh(ⅱ)

【解析】

(ⅰ)活塞A到达气缸上端卡环前,气体MN均做等压变化,活塞AB之间的距离不变。当活塞A恰好到达气缸上端卡环时,

N部分气体的压强pN2=pM1+=p0+=

N部分气体增加的体积ΔV=

N部分气体对外做功W=pNΔV=mgh

N部分气体内能的变化量ΔU=Q-W=Q-mgh

(ⅱ)活塞A恰好接触气缸上端卡环后,继续给N部分气体加热,气体M做等温变化,由玻意耳定律

·S=pM2·S

解得pM2=

此时N部分气体的压强pN3=pM2+=

N部分气体的体积VN3=S

N部分气体由理想气体状态方程=

解得

练习册系列答案
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A.电压表(量程为0~3V,内阻约3kΩ)

B.电压表(量程为0~15V,内阻约15kΩ)

C.电流表(量程为0~0.6A,内阻约0.5Ω)

D.电流表(量程为0~50mA,内阻为8Ω)

E.定值电阻

F.定值电阻18Ω

G.滑动变阻器(最大阻值,额定电流1A)

H.滑动变阻器(最大阻值2000Ω,额定电流0.6A)

(1)上述A~H所给器材中,所需要的器材有___________

(2)为了精确描绘出小灯泡的伏安特性曲线,请将你设计的电路图画在如图1所示方框内______

(3)实验过程中,电压表读数用U表示,电流表读数用I表示,电压表内阻用RV表示,电流表内阻用RA表示,定值电阻用R表示,则小灯泡的电阻值应该用___________表示。

(4)如图2所示为某灯泡的U-I曲线,现将两个这样的灯泡串联后接到E=4V,r=4Ω的电池组两端,闭合开关后,每个小灯泡消耗的功率是___________W(保留两位有效数字)。

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B. 电阻R中有电流流过

C. 两极板间的电场强度不变

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A. 圆环进入磁场的过程中,电阻产生的热量为mgr

B. 圆环进入磁场的过程可能做匀速直线运动

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A. 小车(含金属板,下同)和小球组成的系统动量守恒

B. 小车和小球组成的系统机械能守恒

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