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选修3-3试题: 如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体,已知容器横截面...

选修3-3试题:
如图所示的圆柱形容器内用活塞密封一定质量的气体,已知容器横截面积为S,活塞重为G,大气压强为P.若活塞固定,密封气体温度升高1℃,需吸收的热量为Q1; 若活塞不固定,且可无摩擦滑动,仍使密封气体温度升高1℃,需吸收的热量为Q2
(1)Q1和Q2哪个大些?气体在定容下的比热容与在定压下的比热容为什么会不同?
(2)求在活塞可自由滑动时,密封气体温度升高1℃,活塞上升的高度h.
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(1)由热力学第一定律可以判断吸收热量的多少, (2)根据热力学第一定律和功的公式可以求得活塞上升的高度. 【解析】 (1)设密闭气体温度升高1℃,内能的增量为△U,则有 △U=Q1                             ① △U=Q2+W                          ② 对活塞用动能定理得: W内+W大气-Gh=0                    ③ W大气=-PSh                        ④ W=-W内 ⑤ 解②③④⑤得:Q2=△U+(PS+G)h       ⑥ ∴Q1<Q2                            ⑦ 由此可见,质量相等的同种气体,在定容和定压两种不同情况下,尽管温度变化相同,但吸收的热量不同, 所以同种气体在定容下的热比容与在定压下的热比容不同 (2)解①⑥两式得: h=                      ⑧ 所以活塞上升的高度h为.
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考点分析:
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如图所示为某同学实验得到的小灯泡灯丝电阻的U-I图线.
(1)在右框中画出实验电路图(根据该电路图可得到U-I的完整关系图线),可用的器材有:电压表、电流表、滑动变阻器(变化范围0~50)、电动势为6V的电源(不计内阻)、小灯泡、电键、导线若干.
(2)如果将该小灯泡分别接入甲、乙两个不同电路,如图 所示,其中甲电路的电源为一节干电池,乙电路的电源为三节干电池,每节干电池的电动势为1.5V,内电阻为1.5,定值电阻R=18,则接入______(填“甲”或“乙”)电路时,小灯泡较亮些.
(3)若将电路乙中的电阻R替换为另一个完全相同的小灯泡,其他条件不变,则此时电源内部的发热功率为______W.
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(1)你认为还需要的实验器材有____________.(两个)
(2)实验时为了保证滑块(质量为M)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是______,实验时首先要做的步骤是______
(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为______(用题中的字母表示).
(4)要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒,如果实验时所用滑块质量为M,沙及沙桶总质量为m,让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则最终需验证的数学表达式为______(用题中的字母表示).
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