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    11．如图所示，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段长为30cm、温度为577.5K的空气柱，左右两管水银面高度差为21cm，外界大气压为76cmHg．若给左管的封闭气体降温，使管内气柱长度变为20cm．求：
    ①此时左管内气体的温度为多少？
    ②左管内气体放出（填“吸收”或“放出”） 的热量，大于（填“大于”、“等于”或“小于”）外界对气体做的功．

    分析 （1）以封闭气体为研究对象，应用理想气体状态方程求温度；
    （2）根据热力学第一定律知气体放热大于外界对气体做功

    解答 解：①初状态：P1=55cmHg，V1=30S  T1=577.5K
    降温后，水银面左管上升10cm，右管下降5cm．P2=40cmHg
    V2=20S
    由理想气体状态方程得：$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$
    代入数据解得：T2=280K
    ②由于体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，根据热力学第一定律知气体放热大于外界对气体做功．
    答：①此时左管内气体的温度为280K
    ②左管内气体放热大于外界对气体做功．

    点评 理想气体状态方程与热力学第一定律的联合应用是此类题目的常用方法．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    1．电子自静止开始经M、N板间（两板间的电压为U）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d有平行边界的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示．求匀强磁场的磁感应强度（已知电子的质量为m，电荷量为e）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    2．如图1所示，在xoy平面的第Ⅰ象限内有沿x轴正方向的匀强电场E1；第Ⅱ、Ⅲ象限内同时存在着竖直向上的匀强电场E2和垂直纸面的匀强磁场B，E2=2.5N/C，磁场B随时间t周期性变化的规律如图2所示，B0=0.5T，垂直纸面向外为磁场正方向．一个质量为m、电荷量为q的带正电液滴从P点（0.6m，0.8m）处以速度v0=3m/s沿x轴负方向入射，恰好以指向y轴负方向的速度v经过原点O后进入x≤0的区域．已知：m=5×10-5kg，q=2×10-4C，t=0时液滴恰好通过O点，g取10m/s2．

    （1）求电场强度E1和液滴到达O点时速度v的大小；
    （2）液滴从P点开始运动到第二次经过x轴所需的时间；
    （3）若从某时刻起磁场突然消失，发现液滴恰好以与y轴正方向成30°角的方向穿过y轴后进入x＞0的区域，试确定液滴穿过y轴时的位置．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    19．如图，在倾角为θ=37°的足够长固定斜面底端，一质量m=1kg的小物块以某一初速度沿斜面上滑，一段时间后返回出发点．物块上滑所用时间t1和下滑所用时间t2大小之比为t1：t2=1：$\sqrt{5}$，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：
    （1）物块由斜面底端上滑时的初速度v1与下滑到底端时的速度v2的大小之比；
    （2）物块和斜面之间的动摩擦因数；
    （3）若给物块施加一大小为5$\sqrt{5}$N、方向与斜面成适当角度的力，使物块沿斜面向上加速运动，求加速度的最大值．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．如图所示，abcd为一矩形金属线框，其中ab=cd=L，ab边接有定值电阻R，cd边的质量为m，其它部分的电阻和质量均不计，整个装置用两根绝缘轻弹簧悬挂起来．线框下方处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里．初始时刻，两弹簧处于自然长度，给线框一竖直向下的初速度v0，当cd边第一次运动至最下端的过程中，R产生的电热为Q，此过程cd边始终未离开磁场，已知重力加速度大小为g，下列说法中正确的是（　　）
    A．线框中产生的最大感应电流大于$\frac{BL{v}_{0}}{R}$
    B．初始时刻cd边所受安培力的大小为$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}_{0}}{R}$-mg
    C．cd边第一次到达最下端的时刻，两根弹簧具有的弹性势能总量大于$\frac{1}{2}$mv02-Q
    D．在cd边反复运动过程中，R中产生的电热最多为$\frac{1}{2}$mv02

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    16．如图所示，一闭合线圈匝数为n，面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕垂直于磁场方向的轴OO′转动，当线圈平面经过与磁感线平行后再转过60°，此时穿过线圈磁通量的变化率大小为$\frac{BSω}{2}$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    3．为了研究PM2.5的相关性质，实验中让一带电PM2.5颗粒（重力不计），垂直射入正交的匀强电场和磁场区域，如图所示，其中M、N为正对的平行带电金属板，结果它恰能沿直线运动（　　）
    A．M板一定带正电
    B．PM2.5颗粒一定带正电
    C．若仅使PM2.5颗粒的带电量增大，颗粒一定向M板偏移
    D．若仅使PM2.5颗粒的速度增大，颗粒一定向N板偏移

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    20．质量m=10kg的物体，在倾角θ=37°，长L=4.0m的斜面顶端由静止开始滑下，物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）
    （1）求物体滑到斜面底端的过程中重力对物体所做的功．
    （2）求物体滑到斜面底端的过程中各个力对物体所做的总功．
    （3）求物体到达底端时重力的瞬时功率．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    4．2012年9月16日，济南军区在“保钓演习”中，某特种兵进行了飞行跳伞表演，该伞兵从高空静止的直升飞机上跳下，在t0时刻打开降落伞，在3t0时刻以速度v2着地．他运动的速度随时间变化的规律如图示．下列结论不正确的是（　　）
    A．在0～t0时间内加速度不变，在t0～3t0时间内加速度减小
    B．降落伞打开后，降落伞和伞兵所受的阻力越来越大
    C．在t0～3t0的时间内，平均速度$\overline{v}$＜$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}$
    D．若第一个伞兵在空中打开降落伞时第二个伞兵立即跳下，则他们在空中的距离先增大后减小

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