(9分)如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内.在汽缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置,使活塞只能向上滑动.开始时活塞搁在a、b上,缸内气体的压强为(=1.0×105Pa为大气压强),温度为300K.现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330K,活塞恰好离开a、b;当温度为
360K时,活塞上升了4cm..求:
①活塞的质量;
②物体A的体积.
(6分)如图所示,a、b、c、d表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态,图中ad平行于横坐标轴,ab的延长线过原点,dc平行于纵轴,以下说法正确的是 (填正确答案标号.选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.从状态d到c,气体不吸热也不放热
B.从状态c到b,气体放热
C.从状态a到d,气体对外做功
D.从状态b到a,气体吸热
(19分)在竖直平面内存在如图所示的绝缘轨道,一质量为m=0.4kg、带电量为q=+0.4C的小滑块(可视为质点)在外力作用下压缩至离B点0.05m,此时弹性势能=17.25J,弹簧一端固定在底端,与小滑块不相连,弹簧原长为2.05m,轨道与滑块间的动摩擦因数.某时刻撤去外力,经过一段时间弹簧恢复至原长,再经过1.8s,同时施加电场和磁场,电场平行于纸面,且垂直x轴向上,场强E=10N/C;磁场方向垂直于纸面,且仅存在于第二、三象限内,最终滑块到达N(6m,0)点,方向与水平方向成30º斜向下.(答案可用π表示,)
(1)求弹簧完全恢复瞬间,小滑块的速度;
(2)求弹簧原长恢复后1.8s时小滑块所在的位置;
(3)求小滑块在磁场中的运动的时间.
(13分)如图所示,在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=1.0kg的小物块,它与水平台阶表面的动摩擦因数μ=0.25,且与台阶边缘O点的距离s=5m.在台阶右侧固定了一个1/4圆弧挡板,圆弧半径R=m,今以O点为原点建立平面直角坐标系。现用F=5N的水平恒力拉动小物块,已知重力加速度.
(1)为使小物块不能击中挡板,求拉力F作用的最长时间;
(2)若小物块在水平台阶上运动时,水平恒力一直作用在小物块上,当小物块过O点时撤去拉力,求小物块击中挡板上的位置的坐标.
(8分)在实验室测量两个直流电源的电动势和内电阻.电源甲的电动势大约为4.5V,内阻大约为1.5Ω;电源乙的电动势大约为1.5V,内阻大约为1Ω.由于实验室条件有限,除了导线、开关外,实验室还能提供如下器材:
A.量程为3V的电压表V
B.量程为0.6A的电流表
C.量程为3A的电流表
D.阻值为4.0Ω的定值电阻
E.阻值为100Ω的定值电阻
F.最大阻值为10Ω的滑动变阻器
G.最大阻值为100Ω的滑动变阻器
(1)选择电压表、电流表、定值电阻、滑动变阻器等器材,采用如图甲所示电路测量电源甲的电动势和内电阻.
①在数据处理过程中,分别以电流表的示数I和电压表的示数U为横坐标和纵坐标,经过计算机拟合得到如图乙所示的图象,U和I的单位分别为V和A,拟合公式为.则电源甲的电动势E= V;内阻r= Ω(保留两位有效数字).
②根据上述实验结果,请你判断,在实验中定值电阻选择的是(填D或者E);电流表选择的是(填B或者C);滑动变阻器选择的是 (填F或者G).
(2)为了简便快捷地测量电源乙的电动势和内电阻,选择电压表、
定值电阻等器材,采用如图丙所示电路.
①定值电阻应该选择(填D或者E).
②实验中,首先将闭合,断开,电压表示数为1.48V.然后将、均闭合,电压表示数为1.23V.则电源乙电动势E=V;内阻r= Ω(小数点后保留两位小数).
(7分)为了探究机械能守恒定律,岳口高中的金金设计了如图甲所示的实验装置,并提供了如下的实验器材:
A小车 B钩码 C一端带滑轮的木板 D细线 E.电火花计时器 F.纸带
G.毫米刻度尺 H.低压交流电源 I.220V的交流电源
(1)根据上述实验装置和提供的实验器材,你认为实验中不需要的器材是(填写器材序号),还应补充的器材是 .
(2)实验中得到了一条纸带如图乙所示,选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0~6),测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为、、、、、,打点周期为T.则打点2时小车的速度= ;若测得小车质量为M、钩码质量为m,打点1和点5时小车的速度分别用、表示,已知重力加速度为g,则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为 .
(3)在实验数据处理时,如果以为纵轴,以d为横轴,根据实验数据绘出图象,其图线的斜率表示的物理量的表达式为___________.