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【题目】如图所示,内壁光滑的绝热圆柱形气缸直立在水平地面上,容积为2V0,一厚度可忽略的绝热轻活塞密封一定质量的某理想气体,在缸口处有固定卡环,使活塞不会从气缸中顶出。现活塞位于气缸中央,此时该气体温度为T0、密度为ρ,已知摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,大气压强为p0,气缸密封良好。

(1)求气缸内气体分子的总个数N

(2)现利用电阻丝对气体缓慢加热,使活塞缓慢上升,求气体温度升高到3T0时的压强p

(3)该气体温度升高到3T0过程中,吸收的热量为Q,求此过程中气体内能的变化量ΔU

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1)气缸内气体分子的总个数

(2)活塞到达缸口固定卡环之前压强不变,由盖吕萨克定律得

活塞到达缸口被卡住后气体体积不变,由查理定律得

联立可得

(3)在该气体温度升高到3T0过程中,气体对外做功为

由热力学第一定律可得,此过程中气体内能的变化量为

练习册系列答案
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【题目】如图所示,光滑平行且电阻不计的足够长金属轨道与水平面的夹角为θ,宽度为L。在空间中存在竖直向上的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为B。在轨道上端连接阻值为R的电阻。质量为m、电阻为R的金属棒在轨道上由静止释放,在下滑过程中,金属棒始终与轨道垂直,且与轨道接触良好。当金属棒下滑到某位置时,其速度恰好达到最大值,电阻R上产生的热量为Q。重力加速度大小为g,求:

(1)金属棒下滑过程中的最大加速度a

(2)金属棒的速度的最大值v

(3)金属棒的速度刚达到最大时,距离释放点的高度h

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【题目】某小区配备了临时供电系统,它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成,如图所示,图中R表示输电线的电阻。滑动触头P置于a处时,用户的用电器恰好正常工作,在下列情况下,要保证用电器仍能正常工作,则下列说法正确的是(  )

A.如果V1示数保持正常值不变,那么当用电器增加时,滑动触头P应向下滑动

B.如果V1示数保持正常值不变,那么当用电器增加时,滑动触头P应向上滑动

C.当发电机输出的电压发生波动导致V1示数小于正常值,若用电器不变,应使滑动触头P向上滑动

D.当发电机输出的电压发生波动导致V1示数小于正常值,若用电器不变,应使滑动触头P向下滑动

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【题目】如图甲所示,气缸(足够长)开口向右、固定在水平桌面上,气缸内用横截面积为S的活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与气缸壁之间的摩擦忽略不计。轻绳跨过光滑定滑轮将活塞和地面上质量为m的重物连接。开始时气缸内外压强相同,均为大气压P0mg<P0Sg为重力加速度),轻绳处在伸直状态,气缸内气体的温度为T0,体积为V0。现用力拖动气缸使其缓缓向左移动(温度不变)至重物刚离开地面,接着缓慢降低气体的温度,使得气缸内气体的体积恢复为V0,求:

i)重物刚离开地面时气缸向左移动的距离d

ii)气体体积恢复为V0时的温度T

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【题目】如下图甲所示,一边长L=0.5 m,质量m=0.5 kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度B=0.8 T的匀强磁场中.金属线框的一个边与磁场的边界MN重合,在水平拉力作用下由静止开始向右运动,经过t=0.5 s线框被拉出磁场.测得金属线框中的电流I随时间变化的图象如图乙所示,在金属线框被拉出磁场的过程中.下列说法正确的是(

A. 通过线框导线截面的电量0.5C

B. 该金属框的电阻0.80Ω

C. 水平力F随时间t变化的表达式F=2+0.4t(单位为“N”)

D. 若把线框拉出磁场水平拉力做功1.10 J,则该过程中线框产生的焦耳热为0.1 J

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【题目】如图甲所示,绝缘轻杆将一个N=100匝的矩形线圈固定在竖直平面内,悬点PAB边中点。矩形线圈水平边AB=CD=5cm,竖直边AD=BC=4cmEF分别为ADBC边的中点,在EF上方有一个垂直纸面的匀强磁场。矩形线圈的质量m=10g、电阻为R=1,取如图所示的磁场方向为正方向,磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。(已知g=10m/s2

(1)求在t=0.1s时线圈中电流大小及AB边电流的方向;

(2)求在t=0.1s时轻杆对线圈的作用力大小;

(3)求线圈中感应电流的有效值。

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【题目】如图所示,两根互相平行的金属导轨MNPQ水平放置,相距d1m、且足够长、不计电阻。ACBD区域光滑,其他区域粗糙且动摩擦因数μ0.2,并在AB的左侧和CD的右侧存在着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B2T。在导轨中央放置着两根质量均为m1kg,电阻均为R的金属棒ab,用一锁定装置将一轻质弹簧压缩在金属棒ab之间(弹簧与ab不拴连),此时弹簧具有的弹性势能E9J。现解除锁定,当弹簧恢复原长时,ab棒刚好进入磁场,且b棒向右运动x0.8m后停止,g=10m/s2,求:

(1)ab棒刚进入磁场时的速度大小;

(2)金属棒b刚进入磁场时的加速度大小;

(3)求整个运动过程中电路中产生的焦耳热,并归纳总结电磁感应中求焦耳热的方法。

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【题目】如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是(  )

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B. r小于r1时,分子间的作用力表现为斥力

C. r等于r2时,分子间的作用力最大

D. rr1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功

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