题目内容
【题目】如图所示,一直立的汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体,活塞横截面积为S , 汽缸内壁光滑且缸壁是导热的.开始活塞被固定,打开固定螺栓K , 活塞下落,经过足够长时间后,活塞停在B点,已知AB=h , 大气压强为p0 , 重力加速度为g . ![]()
(1)求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强;
(2)设周围环境温度保持不变,求整个过程中通过缸壁传递的热量Q(一定量理想气体的内能仅由温度决定).
【答案】
(1)设封闭气体的压强为p,活塞受力平衡:
P0S+mg=PS
解得 P= (2)由于气体的温度不变,则内能的变化△E=0
由热力学第一定律△E=W+Q
可得放热:Q=(P0S+mg)h
答:(1)封闭气体的压强P=
(2)由于气体的温度不变,则内能的变化△E=0
由热力学第一定律△E=W+Q
可得放热:Q=(P0S+mg)h
【解析】解答:(1)设封闭气体的压强为p , 活塞受力平衡: P0S+mg=PS
解得 P=
(2)由于气体的温度不变,则内能的变化△E=0
由热力学第一定律△E=W+Q
可得放热:Q=(P0S+mg)h
答:(1)封闭气体的压强P=
(2)整个过程中通过缸壁传递的热量Q=(P0S+mg)h
分析:(1)选活塞为研究对象,对其列受力平衡方程即可(2)由于此过程为等温过程,气体内能不变,根据热力学第一定律列方程解决即可
【考点精析】解答此题的关键在于理解热力学第一定律的相关知识,掌握热力学第一定律的表达式:W+Q=ΔU;符号法则:外界对物体做功,W取正值,物体对外界做功,W取负值;物体吸收热量,Q取正值,物体放出热量,Q取负值;物体内能增加,ΔU取正值,物体内能减少,ΔU取负值.
【题目】如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置.他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,力传感器可直接测出绳中拉力,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放。气垫导轨摩擦阻力很小可忽略不计,由于遮光条的宽度很小,可认为遮光条通过光电门时速度不变。
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(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d= mm.
(2)实验时,该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,将滑块从A位置由静止释放,测量遮光条到光电门的距离L,若要得到滑块的加速度,还需由数字计时器读出遮光条通过光电门B的 ;
(3)下列不必要的一项实验要求是( )。
A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 |
B.应使A位置与光电门间的距离适当大些 |
C.应将气垫导轨调节水平 |
D.应使细线与气垫导轨平行 |
(4)改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F,已知滑块总质量为M,用(2)问中已测物理量和已给物理量写出M和F间的关系表达式F= 。