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    20．如图所示，导热良好的汽缸中用不计质量的活塞封闭着一定质量的理想气体，光滑活塞的横截面积S=100cm2，初始时刻气体温度为27℃，活塞到气缸底部的距离为h．现对汽缸缓缓加热使汽缸内的气体温度升高到t，然后保持温度不变，在活塞上轻轻放一质量为m=20kg的重物，使活塞缓慢下降到距离底部1.5h的位置．已知大气压强P0=1.0×105pa，环境温度保持不变，g取10m/s2，
    ①求t．
    ②判断活塞下降的过程气体是吸热还是放热，并说明理由．

    分析 气体先做等压变化，再做等温变化，列理想气体状态方程联立求解温度，由热力学第一定律知：温度不变，所以内能不变，体积变小对内做功，根据热力学第一定律△U=W+Q可得Q＜0，故放热．

    解答 解：①缓慢加热，气体做等压变化，故$\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}$…①
    使活塞缓慢下降到距离底部1.5h的位置，气体做等温变化：P1Sh=P2Sh2…②
    P1=P0
    ${P_2}={P_0}+\frac{mg}{S}$…③
    联立①②③代入数据解之得
    t=267℃…④
    ②温度不变，所以内能不变，体积变小对内做功，根据热力学第一定律△U=W+Q可得Q＜0，故放热．      
    答：①t的大小为267℃．
    ②温度不变，所以内能不变，体积变小对内做功，根据热力学第一定律△U=W+Q可得Q＜0，故放热．

    点评 在运用气体定律解题时要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化．根据气体状态方程进行计算时要注意温度的单位取国际制单位

    练习册系列答案
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    10．“研究平抛物体的运动”实验的装置如图所示，下列实验要求正确的是（　　）
    A．将斜槽的末端切线调成水平
    B．斜槽轨道必须是光滑的
    C．小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放
    D．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点

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    （1）当小球刚好通过最高点时的速率V1为多大？
    （2）若小球到达最低点时速度为V2，则在此时细绳受到的拉力？

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    A．$\frac{{{T}_{1}v}_{2}}{{{T}_{2}v}_{1}}$B．$\frac{{{T}_{1}v}_{2}^{3}}{{{T}_{2}v}_{1}^{3}}$
    C．$\frac{{{T}_{1}v}_{1}}{{{T}_{2}v}_{2}}$D．$\frac{{{T}_{1}v}_{1}^{3}}{{{T}_{2}v}_{2}^{3}}$

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    15．如图，真空中有一个边长为L的正方体，正方体的两个顶点M、N处分别放置一对电荷量都为q的正、负点电荷．图中的a、b、c、d是其它的四个顶点，k为静电力常量，下列表述正确是（　　）
    A．a、b两点电场强度相同
    B．a点电势高于b点电势
    C．把点电荷+Q从c移到d，电势能增加
    D．M点的电荷受到的库仑力大小为F=k$\frac{q^2}{{2{L^2}}}$

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    5．在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为一节新的干电池．

    （1）用图（a）所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表读数变化不明显，原因是：电源内阻很小．
    （2）为了提高实验精度，采用图乙所示电路，提供的器材：
    量程3V的电压表V，量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），
    定值电阻R0（阻值未知，约几欧姆），滑动变阻：R1（0～10Ω）
    滑动变阻器R2（0～200Ω），单刀单掷开关S1、单刀双掷开关S，导线若干
    ①电路中，加接电阻凰有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是防止变阻器电阻过小时，电池被短路或电流表被烧坏．
    ②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用R1（填R1或R2）．
    ③开始实验之前，S1、S2都处于断开状态．现在开始实验：
    A．闭合S1，S2打向1，测得电压表的读数U0，电流表的读数为I0，则$\frac{{U}_{0}}{{I}_{0}}$=R0+RA．（电流表内阻用RA表示）
    B．闭合S1，S2打向2，改变滑动变阻器的阻值，当电流表读数为I1时，电压表读数为U1；当电流表读数为I2时，电压表读数为U2．则新电池电动势的表达式为E=$\frac{{U}_{1}{I}_{2}-{U}_{2}{I}_{1}}{{I}_{2}-{I}_{1}}$，内阻的表达式r=$\frac{{{U_1}-{U_2}}}{{{I_2}-{I_1}}}-\frac{U_0}{I_0}$．

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