题目内容

4．（1）为了将空气装入气瓶内，现将一定质量的空气等温压缩，空气可视为理想气体．下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是B．

（2）在将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了24KJ的功．现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且放出了5KJ的热量．在上述两个过程中，空气的内能共减小5KJ，空气放出（选填“吸收”或“放出”）总热量29KJ．

分析 （1）根据理想气体等温变化特点可正确解答．
（2）本题根据理想气体的内能只跟温度有关和热力学第一定律△U=Q+W进行求解．

解答 解：（1）根据理想气体状态方程，空气等温压缩，有PV=C，知P与$\frac{1}{V}$成正比，在P-$\frac{1}{V}$图象中为过原点的直线，所以该过程中空气的压强P和体积$\frac{1}{V}$的关系图是图B，故ACD错误，B正确．
故选：B
（2）将空气压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，即其内能不变，△U=0．
外界做了24kJ的功，即W=24J，根据热力学第一定律△U=Q+W得：Q=-W=-24kJ，即放出24kJ的热量．
潜入海底的过程中，空气不做功，W=0，根据热力学第一定律△U=Q+W可知：△U′=Q′=-5kJ，所以空气的内能共减小5kJ．
所以，放出的总热量是 Q总=Q+Q′=-24kJ-5kJ=-29kJ，即空气放出的总热量为29kJ．
故答案为（1）B；（2）5  放出  29

点评 解答此类问题首先要弄清坐标轴的含义，然后根据理想气体的状态方程，结合数学知识分析解答问题．要特别注意在描述气体状态变化的图线中虚线部分的含义．

练习册系列答案
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15．用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律，实验装置如图1所示，斜槽与水平槽圆滑连接．安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下重锤线所指的位置O．接下来的实验步骤如下：
步骤1：不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上．重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤2：把小球2放在斜槽前端边缘位置B，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞．重复多次，并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤3：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度．

（1）对于上述实验操作，下列说法正确的是ADE
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B．斜槽轨道必须光滑
C．实验过程中，白纸可以移动，复写纸不能移动
D．斜槽轨道末端必须水平
E．小球1的质量应大于小球2的质量
（2）本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外，还需要测量的物理量有C．
A．A、B两点间的高度差h1
B．B点离地面的高度h2
C．小球1和小球2的质量m1、m2
D．小球1和小球2的半径r
（3）当所测物理量满足表达式m1OP=m1OM+m2ON（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞遵守动量守恒定律．如果还满足表达式m1OP2=m1OM2+m2ON2（用所测物理量的字母表示）时，即说明两球碰撞时无机械能损失．
（4）完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图2所示．在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接．使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下，重复实验步骤1和2的操作，得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′．用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3．则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为${m}_{1}\sqrt{{l}_{2}}={m}_{1}\sqrt{{l}_{1}}+{m}_{2}\sqrt{{l}_{3}}$（用所测物理量的字母表示）．
16．如图所示，五块完全相同的木块并排放在水平地面上，它们与地面间的摩擦不计．当用力F推1使它们共同加速运动时，第2块木块对第3块木块的推力为$\frac{3}{5}F$．
12．在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速v=200m/s，已知t=0时刻，波刚好传播到x=40m处，如图所示．则下列说法正确的是（　　）
A．波源开始振动时方向沿y轴负方向
B．t=0.15时，x=40m的质点位于平衡位置且向y轴正向运动
C．t=0.15时，x=40m的质点位于平衡位置且向y轴负向运动
D．t=0.15时，x=60m的质点刚好到达波峰
19．一定质量的理想气体从状态A（p1、V1）开始做等压膨胀变化到状态B（p1、V2），此过程中气体对外做的功为p1（V2-V1），气体分子的平均动能增大（选填“增大”“减小”或“不变”），气体吸收（选填“吸收”或“放出”）热量．
9．日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成．镇流器是一个带铁芯的线圈，自感系数L，启动器加电后先接通然后再断开，由于自感，镇流器会产生瞬时高压，加在灯管两端并使灯管开始发光．此后灯管正常工作，镇流器就起限流降压的作用．
16．如图所示，在跟水平面成37°角且连接电源的金属框架上，放一条长30cm、重为0.3N的金属杆ab，磁感应强度B=0.4T，方向垂直于框架平面，当通过金属杆的电流为2A时，它刚好处于静止状态，求金属杆所受摩擦力的大小和方向．
13．某塑料球成型机工作时，可以喷出速度v0=10m/s的塑料小球，已知喷出小球的质量m=1.0×10-4 kg，并且在喷出时已带了q=1.0×10-4 C的负电荷，如图所示，小球从喷口飞出后，先滑过长d=1.5m的水平光滑的绝缘轨道，而后又过半径R=0.4m的圆弧形竖立的光滑绝缘轨道．今在水平轨道上加上水平向右的电场强度为E的匀强电场，小球将恰好从圆弧轨道的最高点M处水平飞出；若再在圆形轨道区域加上垂直于纸面向里的匀强磁场后，小球将恰好从圆形轨道上与圆心等高的N点脱离轨道落入放在地面上接地良好的金属容器内，g=10m/s2，求：
（1）所加电场的电场强度E；
（2）所加磁场的磁感应强度B．
14．静止在地球上的物体都要随地球一起转动，a是位于赤道上的一点，b是位于北纬30°的一点，则下列说法正确的是（　　）
A．a、b两点的运动周期都相同B．它们的角速度是不同的
C．a、b两点的线速度大小相同D．a、b两点线速度大小之比为2：$\sqrt{3}$

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