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如图所示,一定量气体放在体积为V的容器中,室温为T=300K,有一光滑导热活塞C...

如图所示,一定量气体放在体积为V的容器中,室温为T=300K,有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分为A、B两室,B室的体积是A室的两倍,A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计).两边水银柱高度差为76cm,右室容器中连接有一阀门K,可与大气相通,(外界大气压等于76cm汞柱)求:
(1)将阀门K打开后,A室的体积变成多少?
(2)打开阀门K后将容器内的气体从300K分别加热到400K和540K,U形管内两边水银面的高度差各为多少?

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(1)将阀门K未打开时,A室中气体的压强等于大气压的2倍,根据已知条件:B室的体积是A室的两倍,求出A室气体的体积;将阀门K打开后,A室中气体发生等温变化,根据玻意耳定律求解体积; (2)打开阀门K后,将容器内的气体从300K加热时,A室中气体先发生等压变化,根据盖•吕萨克定律求出活塞C移到最右边时容器内气体的温度,将400K、540K与此温度进行比较,分析气体所发生的变化过程,当C滑到最右端时,再加热,气体将发生等容变化,由查理定律求解A室中气体的温度,即可得到U形管内两边水银面的高度差. 【解析】 (1)阀门K未打开时,PA=2P,(P是外界大气压)    阀门K打开后   , 根据玻意耳定律得   , 代入得 ,得 (2)打开阀门K后将容器内的气体时,A室气体先发生等压变化. 设等压变化过程,最终活塞C到最右边时温度为T 则 对A有:, 代入得 解得  T=450KT=450K>400K  说明加热到400K时活塞不会到最右端,所以水银柱高度差为0;   加热到540K,C滑到最右端,从450K→540K A室气体发生等容变化. 对A: 代入得 解得 P′=91.2cmHg 故U形管内两边水银面的高度差为h′=P′-P=91.2-76=15.2cm 答:(1)将阀门K打开后,A室的体积变成为. (2)打开阀门K后将容器内的气体从300K分别加热到400K和540K,U形管内两边水银面的高度差各为0和15.2cm.
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考点分析:
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如图A所示,一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上,l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,l2水平拉直,物体处于平衡状态.现将l2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度.
(l)下面是某同学对该题的一种解法:
【解析】
设l1线上拉力为T1,线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡T1cosθ=mg,T1sinθ=T2,T2=mgtanθ剪断线的瞬间,T2突然消失,物体即在T2反方向获得加速度.因为mgtanθ=ma,所以加速度a=gtanθ,方向在T2反方向.你认为这个结果正确吗?请对该解法作出评价并说明理由.
(2)若将图A中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图B所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(l)完全相同,即 a=g tanθ,你认为这个结果正确吗?请说明理由.

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请完成对该物体质量的测量.
(l)设计一个电路,要求力电转换器的输入电压可调,并且使电压的调节范围尽可能大,在方框中画出完整的测量电路图.
(2)简要说明测量步骤,求出比例系数k,并测出待测物体的质量m.
(3)请设想实验中可能会出现的一个问题.

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利用打点计时器研究一个约1.4高的商店卷帘窗的运动.将纸带粘在卷帘底部,纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动.打印后的纸带如图所示,数据如表格所示.纸带中AB、BC、CD…每两点之间的时间间隔为0.10s,根据各间距的长度,可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度V平均.可以将V平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度V.
                卷帘运动的数据
间隔间距(cm)
AB5.0
BC10.0
CD15.0
DE20.0
EF20.0
FG20.0
GH20.0
HI17.0
IJ8.0
JK4.0
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(1)请根据所提供的纸带和数据,绘出卷帘窗运动的V-t图线.
(2)AD段的加速度为______m/s2,AK段的平均速度为______m/s.
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现要测量由2节干电池串联而成的电池组的电动势ε和内阻r(约几欧),提供下列器材:电压表V1(量程3V,内阻1kΩ)、电压表V2(量程15V,内阻2kΩ)、电阻箱(0~9999Ω)、电键、导线若干.某同学用量程为15V的电压表V2连接成如图所示的电路,实验步骤如下:
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(2)将电阻箱R阻值调到R2=20Ω,读得电压表的读数为U2,由方程组U1=ε-manfen5.com 满分网、U2=ε-manfen5.com 满分网,解出ε、r.,你认为该同学在实验器材的选择,实验方法与步骤及数据处理等方面应做哪些改进?
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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