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【題目】如圖所示,在豎直放置的圓柱形容器內用質量為m的活塞密封一部分氣體,活塞與容器壁間能無摩擦滑動,容器的橫截面積為S.開始時氣體的溫度為T0,活塞與容器底的距離為h0.現將整個裝置放在大氣壓恒為p0的空氣中,當氣體從外界吸收熱量Q后,活塞緩慢上升d后再次平衡,求:

(1)外界空氣的溫度是多少?

(2)在此過程中的密閉氣體的內能增加了多少?

【答案】①②。

【解析】試題分析：于封閉的氣體，發生了等壓變化，由蓋呂薩克定律可求出外界空氣的溫度．活塞上升的過程，密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，根據勢力學第一定律求得氣體的內能增加量。

（1）取密閉氣體為研究對象，活塞上升過程為等壓變化，

由蓋·呂薩克定律有

解得外界溫度：

(2)活塞上升的過程，密閉氣體克服大氣壓力和活塞的重力做功，

所以外界對系統做的功：W＝－(mg＋p0S)d，

根據熱力學第一定律得密閉氣體增加的內能ΔU＝Q＋W＝Q－(mg＋p0S)d.

練習冊系列答案

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【題目】如圖所示，一端開口、內壁光滑的玻璃管豎直放置，管中用一段長的水銀柱封閉一段長的空氣，此時水銀柱上端到管口的距離為，大氣壓強恒為，開始時封閉氣體溫度為，取為273K，求：

（1）緩慢升高封閉氣體溫度至水銀開始從管口溢出，此時封閉氣體的溫度．

（2）保持封閉氣體溫度不變，在豎直平面內緩慢轉動玻璃管內水銀開始從管口溢出，玻璃管轉過的角度．

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（1）金屬棒ab達到的最大速度；

（2）金屬棒ab沿導軌向下運動速度時的加速度大小；

（3）從金屬棒ab開始運動至達到最大速度過程中，電阻R上產生的熱量；

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【題目】某運動員做跳傘訓練，他從懸停在空中的直升飛機上由靜止跳下，跳離飛機一段時間后打開降落傘做減速下落，他打開降落傘后的速度圖線如圖a．降落傘用8根對稱的繩懸掛運動員，每根繩與中軸線的夾角均為37°，如圖b．已知人的質量為50kg，降落傘質量也為50kg，不計人所受的阻力，打開傘后傘所受阻力f與速度v成正比，即f=kv(g取10m／s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6)．求：

(1)打開降落傘前人下落的距離為多大?

(2)求阻力系數k和打開傘瞬間的加速度a的大小和方向?

(3)懸繩能夠承受的拉力至少為多少?

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【題目】如圖所示，質量為1 kg的鋼球從5 m 高處自由下落，又反彈到離地面3.2 m高處，若鋼球和地面之間的作用時間為0.1 s，求鋼球對地面的平均作用力大小．(g取10 m/s2)

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【題目】發電機和電動機具有裝置上的類似性，源于它們機理上的類似性。直流發電機和直流電動機的工作原理可以簡化為如圖1、圖2所示的情景。

在豎直向下的磁感應強度為B的勻強磁場中，兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內。金屬導體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好，以平行于MN的速度向右做勻速運動。圖1軌道端點MP間接有電阻，導體棒ab受到水平向右的外力作用。圖2軌道端點MP間接有直流電源，導體棒ab通過滑輪勻速提升重物。

從微觀角度看，導體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力在能量轉化中起著重要作用。為了方便，可認為導體棒中的自由電荷為正電荷。

（1）請在圖3（圖1的導體棒ab）、圖4（圖2的導體棒ab）中，分別畫出自由電荷所受洛倫茲力的示意圖。

（2）我們知道，洛倫茲力對運動電荷不做功。那么，導體棒ab中的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉化過程中起到作用的呢？請以圖1“發電機”為例，通過計算分析說明。

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B. a點和c點電勢相同

C. a、b兩點間的電勢差等于b、c兩點間的電勢差

D. 帶正電的試探電荷在a點的電勢能大于在c點的電勢能

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