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(2011?湖北模拟)如图甲所示,固定在水平地面上的气缸内,用活塞封闭一定质量的理想气,已知在环境温度变化时大气压强不变.现对活塞施加一作用力F,使气缸内气体分别经历图乙所示的①②③三个过程,缓慢地从状态A变化到状态B,状态A、B压强相等,则下列说法正确的是(  )
分析:以活塞为研究对象,根据平衡条件结合缸内气体压强变化求出力F的变化情况,再求出做功情况.
一定质量的理想气体的内能只跟温度有关.
解答:解:以活塞为研究对象,水平方向活塞受三个力,气体初、末状态压强均等于大气压强P0,此时F=0;
A、过程①缸内气体压强P先增大后减小,则F向左先增大后减小,对活塞做负功,故A正确;
B、过程②缸内气体压强P不变且等于P0,F=0,所以F对活塞做功为零,故B正确;
C、过程③缸内气体压强P先减小后增大,F向右先增大后减小,对活塞做正功,故C错误;
D、理想气体的温度变化相同时内能变化△U相同,所以过程①的内能变化和过程②的内能变化相同,故D错误.
故选AB.
点评:本题关键是运用力学知识分析气体压强如何变化,同时抓住一定质量的理想气体的内能只跟温度有关.
练习册系列答案
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(2011?湖北模拟)一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系.实验装置如下图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小刚球接触.将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹.
(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为
Ep=
mgs2
4h
Ep=
mgs2
4h

(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:
弹簧压缩量x/(cm) 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50
小球飞行水平距离s/m 2.01 3.00 4.01 4.98 6.01 6.99
结合(1)问与表中数据,弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为
Ep=
104mgx2
h
Ep=
104mgx2
h

(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y.若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为
x=
L
200
h
y
x=
L
200
h
y


(4)若该同学在完成图乙实验的过程中,弹簧与桌子右边缘不垂直,用(3)问的方法计算得出的弹簧压缩量比实际
偏小
偏小
(选填“偏大”、“偏小”或“没有影响”).

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