题目内容
10．
如图甲所示，一端开口导热良好的气缸放置在水平平台上，活塞质量为10kg，横截面积为50cm2，气缸全长21cm，气缸质量为20kg，大气压强为1×105Pa，当温度为7℃时，活塞封闭的气柱长10cm，现将气缸倒过来竖直悬挂在天花板上，如图乙所示，g取10m/s2．①求稳定后，活塞相对气缸移动的距离；
②当气缸被竖直悬挂在天花板上，活塞下降并达到稳定的过程中，判断气缸内气体是吸热还是放热，并简述原因．
分析 ①气体发生等温变化，根据玻意耳定律列式求解
②根据热力学第一定律分析封闭气体吸放热情况
解答 解：①设气缸倒置前后被封闭的气体的压强分别为${p}_{1}^{\;}$和${p}_{2}^{\;}$，气柱体积分别为${V}_{1}^{\;}$和${V}_{2}^{\;}$，活塞移动向下移动的距离为x，则
初态：${p}_{1}^{\;}=1.2×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$，${V}_{1}^{\;}={L}_{1}^{\;}S$
末态：${p}_{2}^{\;}0.8×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$，${V}_{2}^{\;}={L}_{2}^{\;}S=（{L}_{1}^{\;}+x）S$
因为气缸导热良好，则气缸倒置前后温度不变，由玻意耳定律得：
${p}_{1}^{\;}{V}_{1}^{\;}={p}_{2}^{\;}{V}_{2}^{\;}$
代入数据解得：x=5cm
②气缸倒置过程中，气缸内气体体积变大，对外做功，而气体内能不变，所以，气缸内气体吸热
答：①求稳定后，活塞相对气缸移动的距离5cm；
②当气缸被竖直悬挂在天花板上，活塞下降并达到稳定的过程中，气缸内气体是吸热，气缸倒置过程中，气缸内气体体积变大，对外做功，而气体内能不变，所以，气缸内气体吸热
点评 本题考查了受力分析、玻意耳定律、热力学第一定律等知识点，应用玻意耳定律注意气体质量不变，温度不变，应用热力学第一定律注意符号法则，做功取决于体积变化，理想气体内能变化取决于温度变化．
练习册系列答案
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5．某型号汽车发动机的额定功率为4.5×104W，在水平路面上行驶时受到的阻力是1.5×103N，则下列计算错误的是（ ）
| A． | 汽车匀速行驶时的牵引力是1.5×103N | |
| B． | 汽车匀速行驶时最大速度是30m/s | |
| C． | 汽车匀速行驶时的功率是4.5×104W | |
| D． | 汽车以20 m/s速度匀速行驶的功率是3×104W |
如图所示，光滑水平面上有三个滑块A、B、C，质量分别为mB=mC=m，mA=2m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧（与滑块不栓接）；开始时A、B以共同速度v0向右运动，C静止，某时刻细绳突然断开，A、B被完全弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同．求：