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如图所示,两个可导热的气缸竖直放置,它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积)。两...

如图所示,两个可导热的气缸竖直放置,它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积)。两气缸各有一个活塞,质量分别为m1m2,活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体,上方为真空。当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h.(已知m12mm2m

(1)在两活塞上同时各放一质量为m的物块,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假定环境温度始终保持为T0);

(2)在达到上一问的终态后,环境温度由T0缓慢上升到1.25T0,试问在这个过程中,气体对活塞做了多少功?(假定在气体状态变化过程中,两物块均不会碰到气缸顶部)。

 

(1)x=h(2)0.75mgh 【解析】试题分析:(1)开始时两缸内的气压相等,从而可得出两活塞的面积关系,两活塞上同时各加一质量为m的物块后,就打破了原有的平衡,面积小的活塞会下沉,直至面积小的活塞移到底部,再确定左侧气体的状态参量,整个过程是等温变化,由气体的状态方程可得出左缸气体的高度,即为两活塞的高度差.(2)缓慢升温气体发生等压变化,根据盖吕萨克定律求体积变化,求出活塞移动的距离,根据W=Fl求功 (1)设左、右活塞的面积分别为S'和S,由于气体处于平衡状态,故两活塞对气体的压强相等,即: ,由此得 在两个活塞上各加质量为m的物块后,假设左右两活塞仍没有碰到汽缸底部, 由平衡条件:P左=,P右=,P左<P右, 则右活塞降至气缸底部,所有气体都在左气缸中。 在初态,气体的压强为,体积为3Sh;在末态,气体压强为,体积为2xS(x为左活塞的高度) 由玻意耳定律得: ·3Sh=·2xS解得:x=h,即两活塞的高度差为x=h (2)当温度由T0上升至T=1.25T0时,气体的压强不变,设x'是温度达到T时左活塞的高度, 由盖·吕萨克定律得:x'=x=1.25h活塞对气体做的功为:W= =3mg(x'-x)=0.75mgh  
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考点分析:
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下列说法正确的是___________ 

A.一切自然过程总是沿着分子热运动无序性减小的方向进行

B.机械能转化为内能的实际宏观过程是不可逆过程

C.气体可以从单一热源吸收热量,全部用来对外做功

D第二类永动机没有违反能量守恒定律,但违反了热力学第一定律

E.热量可以从低温物体传到高温物体,但是不可能不引起其它变化

 

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在竖直平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴正方向的匀强电场E1,第ⅢⅣ象限存在沿y轴正方向的匀强电场E2(E2),第Ⅳ象限内还存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场B1,第Ⅲ象限内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场B2.一带正电的小球(可视为质点)从坐标原点O以某一初速度v进入光滑的半圆轨道,半圆轨道在O点与x轴相切且直径与y轴重合,如图2所示,小球恰好从轨道最高点A垂直于y轴飞出进入第Ⅰ象限的匀强电场中,偏转后经x轴上xR处的P点进入第Ⅳ象限磁场中,然后从y轴上Q(未画出)y轴正方向成60°角进入第Ⅲ象限磁场,最后从O点又进入第一象限电场.已知小球的质量为m,电荷量为q,圆轨道的半径为R,重力加速度为g.求:

(1)小球的初速度大小;

(2)电场强度E1的大小;

(3)B1B2的比值

 

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如图,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处。质量也为m的小球a,从距BC高h的A处由静止释放,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正碰并与b粘在一起。已知BC轨道距地面有一定的高度,悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg。试问:

a与b球碰前瞬间的速度多大?

a、b两球碰后,细绳是否会断裂?(要求通过计算回答)

 

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某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系,可用的器材如下:电源(电动势为3 V,内阻为1 Ω)、电键、滑动变阻器(最大阻值为20 Ω)、电压表、电流表、小灯泡、导线若干。(电压表和电流表均视为理想电表)

(1)实验中得到了小灯泡的U-I图象如图甲所示,则可知小灯泡的电阻随电压增大而      。(选填“增大”“减小”或“不变”)

(2)根据图甲,在图乙中把缺少的导线补全,连接成实验的电路(画在答题卷上)。

(3)若某次连接时,把AB间的导线误接在AC之间,合上电键,任意移动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭,则此时的电路中,小灯泡获得的最小功率是      W。(计算结果保留2位有效数字)

 

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为验证“动能定理”,某同学设计实验装置如图a所示,木板倾斜构成固定斜面,斜面B处装有图b所示的光电门.

(1)如图c所示,用10分度的游标卡尺测得挡光条的宽度d________cm

(2)装有挡光条的物块由A处静止释放后沿斜面加速下滑,读出挡光条通过光电门的挡光时间t,则物块通过B处时的速度为________(用字母dt表示)

(3)测得AB两处的高度差为H、水平距离L.已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ,当地的重力加速度为g,为了完成实验,需要验证的表达式为________________.(用题中所给物理量符号表示)

 

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