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如图所示,粗细均匀的管子,竖直部分长为l=50cm,水平部分足够长.当温度为15...

如图所示,粗细均匀的管子,竖直部分长为l=50cm,水平部分足够长.当温度为15℃时,竖直管中有一段长h=20cm的水银柱,封闭着一段长l1=20cm的空气柱.设外界大气压强始终保持在76cmHg.求:

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①被封空气柱长度为l2=40cm时的温度

②温度升高至327℃时,被封空气柱的长度l3

 

【解析】 试题分析:①气体在初态时有: p1=96 cmHg,T1=288 K,l1=20 cm. 末态时有:p2=86 cmHg,l2=40 cm. 由理想气体状态方程得:= (3分) 所以可解得:T2=T1=516 K (1分) ②当温度升高后,竖直管中的水银将可能有一部分移至水平管内,甚至水银柱全部进入水平管.因此当温度升高至327 ℃时,水银柱如何分布,需要分析后才能得知.设水银柱刚好全部进入水平管,则此时被封闭气柱长为l=50 cm,压强p=76 cmHg,此时的温度为 T=·T1=570 K (2分) 现温度升高到600K>T,可见水银柱已全部进入水平管内,末态时p3=76 cmHg,T3=600 K,此时空气柱的长度l3=·l1=52.6 cm (3分) 考点:理想气体状态方程 【名师点睛】该题考查了理想气体状态方程的应用,具体注意以下两个方面:1、在求解被封闭气体气体的压强时,有时需要对活塞或液柱进行受力分析,利用力的平衡解答.在选取研究对象时,往往以受力较少的那个物体为研究对象.2、对于研究在U型管内被封闭的气体的状态参量的变化时,要正确的确定理想气体的状态,分析其状态参量,选择相应的状态方程进行解答.  
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考点分析:
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下列说法正确的是(  )

A.液体表面存在张力是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离

B.温度相同的氢气和氧气,氢气分子和氧气分子的平均速率相同

C.在完全失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁也有压强

D.晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化

E.气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子之间存在斥力的缘故

 

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如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一倾角为α的光滑绝缘斜面上,导轨间距为L,电阻忽略不计且足够长,以宽度为d的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁感应强度为B.另有一长为2d的绝缘杆将一导体棒和一边长为d(d<L)的正方形线框连在一起组成的固定装置,总质量为m,导体棒中通有大小恒为I的电流.将整个装置置于导轨上,开始时导体棒恰好位于磁场的下边界处.由静止释放后装置沿斜面向上运动,当线框的下边运动到磁场的上边界MN处时装置的速度恰好为零.重力加速度为g.

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(1)求刚释放时装置加速度的大小;

(2)求这一过程中线框中产生的热量;

(3)之后装置将向下运动,然后再向上运动,经过若干次往返后,最终整个装置将在斜面上作稳定的往复运动.求稳定后装置运动的最高位置与最低位置之间的距离.

 

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如图(a)所示,MN是长为a倾斜放置的光滑绝缘细杆,倾角为37°,MNP构成一直角三角形.MP中点处固定一电量为Q的正电荷,杆上穿有一带正电的小球(可视为点电荷),小球自N点由静止释放,小球的重力势能和电势能随MN上位置x(取M点处x=0)的变化图象如图(b)所示,其中E0、E1、E2为已知量,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,静电力常量为k,重力加速度为g.(不得使用Ep=﹣满分5 manfen5.com

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(1)求势能为E1时的横坐标x1和带电小球的质量m

(2)已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零,求小球的电量q

(3)求小球运动到M点时的速度大小.

 

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现要测量一个未知电阻Rx的阻值,除Rx外可用的器材有:

多用电表(仅可使用欧姆档)  电池组(电动势为3V,内阻为1Ω)  电流表(内阻约0.1Ω)  电压表(内阻约3kΩ)  滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干.

(1)先用多用电表的欧姆挡粗测未知电阻,采用“×10”挡,调零后测量该电阻,发现指针偏转非常大,下列判断和做法正确的是      (填字母代号).

A.这个电阻阻值很小,估计只有几欧姆

B.这个电阻阻值很大,估计有几千欧姆

C.如需进一步测量可换“×1”挡,调零后测量

D.如需进一步测量可换“×1k”挡,调零后测量

(2)某小组同学用伏安法测该电阻Rx.利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:

次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0.10

0.30

0.70

1.00

1.50

1.70

2.30

I/A

0.020

0.060

0.160

0.220

0.340

0.460

0.520

由以上数据可知,他们测量Rx是采用图1中的      图(选填“甲”或“乙”).

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(3)如图丙是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据(2)中所选电路图,补充完成图丙中实物间的连线,并使用闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.

(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图丁所示,图中已标出了测量数据对应的7个坐标点.请在图中描绘出U﹣I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx=      Ω(保留两位有效数字)

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如图甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.有一直径为d、质量为m的金属小球由A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得A、B间的距离为H(H>>d),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g.则:

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(1)如图乙所示,用游标卡尺测得小球的直径d=      mm.

(2)小球经过光电门B时的速度表达式为     

(3)多次改变高度H,重复上述实验,作出满分5 manfen5.com随H的变化图象如图丙所示,当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式:      时,可判断小球下落过程中机械能守恒.

(4)实验中发现动能增加量△EK总是稍小于重力势能减少量△EP,增加下落高度后,则△Ep﹣△Ek      (选填“增加”、“减小”或“不变”).

 

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