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如图所示,将一个绝热的汽缸竖直放置在水平桌面上,在汽缸内用一个活塞封闭了一定质量...

如图所示,将一个绝热的汽缸竖直放置在水平桌面上,在汽缸内用一个活塞封闭了一定质量的气体。在活塞上面放置一个物体,活塞和物体的总质量为10kg,活塞的横截面积为:6ec8aac122bd4f6ecm2。已知外界的大气压强为6ec8aac122bd4f6ePa,不计活塞和汽缸之间的摩擦力。在汽缸内部有一个电阻丝,电阻丝的电阻值6ec8aac122bd4f6e,电源的电压为12V。接通电源10s后活塞缓慢升高6ec8aac122bd4f6ecm,求这一过程中气体的内能变化量。若缸内气体的初始温度为27℃,体积为6ec8aac122bd4f6em3,试求接通电源10s后缸内气体的温度是多少?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

内能增加250J(5分);127℃(5分) 【解析】设汽缸内气体的压强为p,选活塞为研究对象,活塞缓慢移动受力平衡,根据力的平衡知识得:,Pa。(1分) 活塞在上升h=10cm的过程中气体对外界做功,J。(1分) 电阻丝在通电10s内产生的热量为J,(1分) 因为汽缸是绝热的,所以电阻丝产生的热量全部被气体吸收。根据热力学第一定律得:J,即气体的内能增加了250J。(2分) 内气体的压强保持不变,由,(3分) 得K,即缸内气体的温度是127℃。(2分)
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考点分析:
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下列说法中正确的是_____________

A.对物体做功不可能使物体的温度升高

B.即使气体的温度很高,仍有一些分子的运动速率是非常小的

C.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和

D.如果气体分子总数不变,而气体温度升高,气体分子的平均动能增大,因此压强必然增大

 

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如图所示,在坐标原点O处,能向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带正电粒子。在O点右侧有一半径为R的圆形薄板,薄板中心O′位于x轴上,且与x轴垂直放置,薄板的两端M、N与原点O正好构成等腰直角三角形。已知带电粒子的质量为m,带电量为q,速率为v,重力不计。

(1)要使y轴右侧所有运动的粒子都能打到薄板MN上,可在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场,则场强的最小值E0为多大?在电场强度为E0时,打到板上的粒子动能为多大?

(2)要使薄板右侧的MN连线上都有粒子打到,可在整个空间加一方向垂直纸面向里的匀强磁场,则磁场的磁感应强度不能超过多少(用m、v、q、R表示)?若满足此条件,从O点发射出的所有带电粒子中有几分之几能打在板的左边?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,一个可视为质点的物块,质量为m=2 kg,从光滑四分之一圆弧轨道顶端由静止滑下,到达底端时恰好进入与圆弧轨道底端相切的水平传送带,传送带由一电动机驱动着匀速向左转动,速度大小为u=3 m/s。已知圆弧轨道半径R=0.8 m,皮带轮的半径r=0.2m,物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1,两皮带轮之间的距离为L=6m,重力加速度g=10m/s2。求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)皮带轮转动的角速度多大?

(2)物块滑到圆弧轨道底端时对轨道的作用力;

(3)物块将从传送带的哪一端离开传送带?物块在传送带上克服摩擦力所做的功为多大?

 

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某同学利用图(a)所示的电路研究灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W)的发光情况(假设灯泡电阻恒定),图(b)为实物图。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)他分别将L1L2接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现灯泡均能正常发光。在图(b)中用笔线代替导线将电路连线补充完整。

(2)接着他将L1L2串联后接入图(a)中的虚线框位置,移动滑动变阻器的滑片P,当电压表示数为6V时,发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮,出现这种现象的原因是_____________________________。

(3)现有如下器材:电源E(6V,内阻不计),灯泡L1(6V,1.5W)、L2(6V,10W),L3(6V,10W),单刀双掷开关S。在图(c)中设计一个机动车转向灯的控制电路:当单刀双掷开关S与1相接时,信号灯L1亮,右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮;当单刀双掷开关S与2相接时,信号灯L1亮,左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮。

 

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某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统由静止释放后机械能是否守恒。实验前已经调整气垫导轨底座使之水平,且选定滑块从静止开始运动的过程进行测量。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)如图乙所示,用游标卡尺测得窄遮光条的宽度d=______cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间6ec8aac122bd4f6es,则在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为_______m/s。(计算结果保留两位有效数字)

(2)若测出钩码质量为m,滑块质量为M,滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离为s,则通过比较________和6ec8aac122bd4f6e是否相等(用直接测出的物理量符号写出表达式,重力加速度为g)即可验证系统的机械能是否守恒。

 

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