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如圖所示，氣缸放置在水平地面上，缸內封閉一定質量的氣體，活塞橫截面積為S，外界大氣壓強為P₀，氣缸內電熱絲熱功率為P，測得通電時間t內活塞緩慢向左移動距離為h，氣缸向外界放出熱量為Q，不計活塞與氣缸之間的摩擦，則在時間t內缸內氣體內能的變化量為（　　）

A．Pt+P₀Sh-Q

B．Pt-P₀Sh+Q

C．Pt+P₀Sh+Q

D．Pt-P₀Sh-Q

分析：改變內能的方式有做功和熱傳遞，本題中大氣壓和內部氣體做功，根據熱力學第一定律求內能變化．

解答：解：根據熱力學第一定律，有：△U=Q+W ①
根據題意可知氣體體積膨脹對外做功為-p₀Sh，外界對氣體做功代數和為：W=Pt-p₀Sh ②
因為放出熱量，所以為-Q ③
聯立①②③解得：△U=Pt-p₀Sh-Q
故選D

點評：本題考查了熱力學第一定律的應用，注意各物理量的符號的正負．

練習冊系列答案

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如圖所示，氣缸放置在水平平臺上，活塞質量為10kg，橫截面積50cm²，厚度1cm，氣缸全長21cm，氣缸質量20kg，大氣壓強為1×10⁵Pa，當溫度為7℃時，活塞封閉的氣柱長10cm，若將氣缸倒過來放置時，活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通．g取10m/s²求：
（1）氣柱多長？
（2）當溫度多高時，活塞剛好接觸平臺？
（3）當溫度多高時，缸筒剛好對地面無壓力．（活塞摩擦不計）．

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（2008?虹口區二模）如圖所示，氣缸放置在水平平臺上，活塞質量為10kg，橫截面積50cm²，厚度1cm，氣缸全長21cm，氣缸質量20kg，大氣壓強為1×10⁵Pa，當溫度為7℃時，活塞封閉的氣柱長10cm．若將氣缸緩慢倒過來放置時，活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通．g取10m/s²．求：
（1）氣柱多長？
（2）當溫度多高時，活塞剛好接觸平臺？（活塞摩擦不計）

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如圖所示，氣缸放置在水平平臺上，活塞質量為10kg，橫截面積50cm²，厚度1cm，氣缸全長21cm，大氣壓強為1×10⁵Pa，當溫度為7℃時，活塞封閉的氣柱長10cm，若將氣缸倒過來放置時，活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通．g取10m/s²，不計活塞與氣缸之間的摩擦，保留三位有效數字．
①將氣缸倒過來放置，若溫度上升到27℃，求此時氣柱的長度．
②氣缸倒過來放置后，若逐漸升高溫度，發現活塞剛好接觸平臺，求此時氣體的溫度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，氣缸放置在水平平臺上，活塞質量為10kg，橫截面積50cm²，厚度1cm，氣缸全長21cm，氣缸質量20kg，大氣壓強為1×10⁵ Pa，當溫度為7℃時，活塞封閉的氣柱長10cm，若將氣缸倒過來放置時，活塞下方的空氣能通過平臺上的缺口與大氣相通．g取10m/s²，封閉的氣體可視為理想氣體，在轉動過程中沒有發生漏氣．求：
①若氣柱溫度不變，氣柱達到新的平衡時的長度；
②緩慢升高氣柱的溫度，當活塞剛好接觸平臺時氣柱的溫度．

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