【题目】如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A.其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换).这就是著名的“卡诺循环”.
(1)该循环过程中,下列说法正确的是________
A.A→B过程中,外界对气体做功
B.B→C过程中,气体分子的平均动能增大
C.C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D.D→A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化
(2)该循环过程中,内能减小的过程是________(选填“A→B”“B→C”“C→D”或“D→A”).若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量,在C→D过程中放出38 kJ的热量,则气体完成一次循环对外做的功为________kJ.
(3)若该循环过程中的气体为1 mol,气体在A状态时的体积为10 L,在B状态时压强为A状态时的.求气体在B状态时单位体积内的分子数.(已知阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1,计算结果保留一位有效数字)
【答案】(1)C (2)B→C 25 (3)4×1025m-3
【解析】(1)在A→B的过程中,气体体积增大,故气体对外界做功,选项A错误;B→C的过程中,气体对外界做功,W<0,且为绝热过程,Q=0,根据ΔU=Q+W,知ΔU<0,即气体内能减小,温度降低,气体分子的平均动能减小,选项B错误;C→D的过程中,气体体积减小,单位体积内的分子数增多,故单位时间
内碰撞单位面积器壁的分子数增多,选项C正确;D→A的过程为绝热压缩,故Q=0,W>0,根据ΔU=Q+W,ΔU>0,即气体的内能增加,温度升高,所以气体分子的速率分布曲线发生变化,选项D错误.
(2)从A→B、C→D的过程中气体做等温变化,理想气体的内能不变,内能减小的过程是B→C,内能增大的过程是D→A.
气体完成一次循环时,内能变化ΔU=0,热传递的热量Q=Q1-Q2=(63-38) kJ=25 kJ,根据ΔU=Q+W,得W=-Q=-25 kJ,即气体对外做功25 kJ.
(3)从A→B气体为等温变化,根据玻意耳定律有
pAVA=pBVB,所以VB==
=15 L.
所以单位体积内的分子数n==
L-1=4×1022L-1=4×1025m-3.
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【题目】如图所示,质量为M的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬挂一质量为m的小球,M>m,用一力F水平向右拉小球(图甲),使小球和车一起以加速度a向右运动,细线与竖直方向成α角,细线的拉力为F1.若用一力F′水平向左拉小车(图乙),使小球和车一起以加速度a′向左运动时,细线与竖直方向也成α角,细线的拉力为F1′,则
A. B.
C. D.
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【题目】如图所示,在光滑水平面上,有质量分别为2m和m的A、B两滑块,它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧,由于被一根细绳拉着处于静止状态.当剪断细绳,在两滑块脱离弹簧之后,下述说法正确的是:
A. 两滑块的动能之比EkA∶EkB=1∶2
B. 两滑块的动量大小之比pA∶pB=2∶1
C. 两滑块的速度大小之比vA∶vB=2∶1
D. 弹簧对两滑块做功之比WA∶WB=1∶1
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【题目】一小球在恒力F1作用下竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0.当小球运动到位置A时,将F1突然增大到某值F2(未知),但保持其方向不变.持续一段时间t后,又突然将该力反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点.重力加速度大小为g.不计空气阻力
(1)求油滴运动到B点时的速度;
(2)求增大后的力F2大小;已知不存在外力时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍.
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【题目】如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻不计,磁场方向垂直于斜面向上,质量为m、电阻不计的金属棒ab在沿着斜面、与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑h高度,在此过程中 ( )
A. 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零
B. 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和
C. 恒力F与安培力的合力所的功等于零
D. 恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热
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【题目】如图所示,一长为L、内横截面积为S的绝热汽缸固定在水平地面上,汽缸内用一质量为m的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体,开始时活塞用销钉固定在汽缸正中央,汽缸内被封闭气体压强为p.外界大气压为p0(p>p0).现释放活塞,测得活塞被缸内气体推到缸口时的速度为v0求:
(1)此过程克服大气压力所做的功;
(2)活塞从释放到将要离开缸口,缸内气体内能改变了多少?
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【题目】(6分)“测量纸带运动加速度”实验中利用打点计时器得到一条纸带,纸带上 A、B、C、D、E、F、G这些点的间距如图中标示,其中每相邻两点间还有4个点未画出。根据测量结果计算:(1)打C点时纸带的速度大小:_______________m/s;(2)纸带运动的加速度大小:________________m/s2。(结果保留3位有效数字)
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【题目】如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于
A. 棒的机械能增加量 B. 棒的动能增加量 C. 棒的重力势能增加量 D. 电阻R上放出的热量
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【题目】(1)利用单摆测定重力加速度的实验中, 若测得的g值偏小, 可能的原因是(____)
A.摆球在水平面上做圆周运动
B.测摆长时, 仅测了线长, 未加小球半径;
C.测周期时, 把n次全振动误记为(n+1)次;
D.摆球上端未固定牢固,振动中出现松动。
(2)某同学在做测重力加速度实验时,单摆完成50次全振动秒表如图所示,则秒表的读数为______s。线长为98.50cm,小球直径用游标卡尺测得如图所示,则摆长为________cm.当地重力加速度为___________m/s2(结果保留两位有效数字)。
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