题目内容

15．如图所示，导热性能良好的气缸竖直放置，其横截面积S=1.0×10-3m2，活塞质量m=10kg，活塞与气缸壁之间密封良好，不计摩擦；开始时活塞被销钉K固定在A位置，A离缸底L1=20cm，气缸内气体的压强P1=2.0×105Pa，温度T1=600K．现拔去销钉K，活塞开始缓慢移动，最后静止在B位置，这一过程气体内能减少了30J．外界环境温度T0=300K，大气压P0=1.0×105Pa，g=10m/s2．求：
（1）B离缸底L2；
（2）在此过程气体是吸热还是放热？传送的热量为多少？

分析 （1）根据活塞受力平衡求出汽缸内气体的压强，气缸中气体发生等压变化，B离缸底距离${L}_{2}^{\;}$
（2）先求外界对气体所做的功，再根据热力学第一定律求传递的热量

解答 解：（1）根据活塞受力平衡得：P2=$\frac{mg}{S}+{P_0}$=2.0×105Pa                           
气体发生的等压变化，$\frac{{{L_1}S}}{T_1}=\frac{{{L_2}S}}{T_0}$
代入数据得：L2=10cm                                
（2）在此过程中外界对气体做的功为：W=P1S（L1-L2）=20J      
由热力学第一定律得：△U=W+Q     
代入数据：-30=20+Q               
代入数据得：Q=-50J，所以该过程放热                  
放出的热量为50J    
答：（1）B离缸底${L}_{2}^{\;}$为10cm；
（2）在此过程气体是放热，传送的热量为50J．

点评 本题考查了求气体压强、判断气体内能变化情况与吸放热情况，分析清楚气体状态变化过程，应用盖-吕萨克定律与热力学第一定律即可正确解题

练习册系列答案
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5．如图所示，传送带与水平面的夹角θ，当传送带静止时，在传送带顶端静止释放小物体m，小物体滑到底端需要的时间为t0，已知小物体与传送带间的动摩擦因数为μ．则下列说法正确的是（　　）
A．小物块与传送带间的动摩擦因数μ＞tanθ
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C．若传送带顺时针转动，小物体滑到底端需要的时间大于t0
D．若传送带逆时针转动，小物体滑到底端需要的时间小于t0
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3．在做“研究平抛物体的运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，用如图所示的装置，将一块平木板表面钉上白纸和复写纸，竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C．若测得木板每次移动距离x=20.00cm，A、B 间距离y1=6.70cm，B、C 间距离y2=16.70cm．小球初速度的值为v0=2m/s．A到抛出点的水平距离0.034m（g=10m/s2）
10．两个质子和两个中子可以结合成一个氦原子核，若一个质子的质量为m1，一个中子的质量为m2，一个氦原子核的质量为m3．上述核反应方程式为$2{\;}_1^1H+2{\;}_0^1n→{\;}_2^4He$，这一核反应的质量亏损为2m1+2m2-m3；已知光速为c，则氦原子核的比结合能为$\frac{1}{4}（{2{m_1}+2{m_2}-{m_3}}）{c^2}$．
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