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如图所示,开口向上粗细均匀的玻璃管长L=100cm,管内有一段高h=20cm的水...

如图所示,开口向上粗细均匀的玻璃管长L=100cm,管内有一段高h=20cm的水银柱,封闭着长a=50cm的空气柱,大气压强P0=76cmHg,温度t0=27°C.求温度至少升到多高时,可使水银柱全部溢出?

 

 

温度至少升到211℃时,可使水银柱全部溢出 【解析】 试题分析:开始温度升高时,气体压强不变,气体体积膨胀,水银柱上升.当水银柱上升至管口时,温度再升高,水银就会开始溢出,这时的气体压强随水银的溢出而减小,气体的体积在不断增大,温度不需要继续升高,设该温度为t2,剩余的水银柱的高度为x,玻璃管的横截面积为S. 气体的初始状态为:P1=P0+h V1=aS T1=300K 气体的末状态为:P2=P0+X V2=(100﹣X)S T2=273+t2 根据理想气体状态方程有:=,即:= 要使剩余气体全部溢出的温度t2最高,则(76+x)(100﹣x)必为最大. 又因为76+x+100﹣x=176为常数,所以当76+x=100﹣x,即x=12cm时,(76+x)(100﹣x)有最大值. =16,解得:t2=211℃,水银全部溢出.  
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考点分析:
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下列关于热力学第二定律说法正确的是(  )

A.所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生

B.一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的

C.机械能可以全部转化为内能,而内能无法全部用来做功以转换成机械能

D.气体向真空的自由膨胀是可逆的

E.热运动的宏观过程会有一定的方向性

 

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如图所示的xOy坐标系中,Y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于xOy平面向外.Ql、Q2两点的坐标分别为(0,L)、(0,﹣L),坐标为(﹣L,0)处的C点固定一平行于y轴放置的绝缘弹性挡板,C为挡板中点.带电粒子与弹性绝缘挡板碰撞前后,沿y轴方向分速度不变,沿x轴方向分速度反向,大小不变.现有质量为m,电量为+q的粒子,在P点沿PQ1方向进入磁场,α=30°,不计粒子重力.

(1)若粒子从点Q1直接通过点Q2,求粒子初速度大小.

(2)若粒子从点Q1直接通过点O,求粒子第一次经过x轴的交点坐标.

(3)若粒子与挡板碰撞两次并能回到P点,求粒子初速度大小及挡板的最小长度.

 

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如图所示,在水平地面上固定一个倾角α=45°、高H=4m的斜面.在斜面上方固定放置一段由内壁光滑的圆管构成的轨道ABCD,圆周部分的半径R=m,AB与圆周相切于B点,长度为R,与水平方向的夹角θ=60°,轨道末端竖直,已知圆周轨道最低点C、轨道末端D与斜面顶端处于同一高度.现将一质量为0.1kg,直径可忽略的小球从管口A处由静止释放,g取10m/s2

(1)求小球在C点时对轨道的压力;

(2)若小球与斜面碰撞(不计能量损失)后做平抛运动落到水平地面上,则碰撞点距斜面左端的水平距离x多大时小球平抛运动的水平位移最大?是多少?

 

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太阳能电池板在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件.某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的I﹣U特性.所用的器材包括:太阳能电池板,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干.

(1)为了达到上述目的,实验电路应选用图甲中的图      (填“a”或“b”).

(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙的I﹣U图象.由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池板的电阻      (填“很大”或“很小”):当电压为2.80V时,太阳能电池板的电阻为      Ω

(3)当有光照射时,太阳能电池板作为电源,其路端电压与总电流的关系如图丙所示,分析该曲线可知,该电池板作为电源时的电动势为      V.若把它与阻值为1KΩ的电阻连接构成一个闭合电路,在有光照射情况下,该电池板的效率是      %.(结果保留三位有效数字)

 

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一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长关系”的实验,采用如图a所示装置,质量不计的弹簧下端挂一个小盘,在小盘中增添砝码,改变弹簧的弹力,实验中做出小盘中砝码重力随弹簧伸长量x的图象如图b所示.(重力加速度g=10m/s2

(1)利用图b中图象,可求得该弹簧的劲度系数为      N/m.

(2)利用图b中图象,可求得小盘的质量为      kg,小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果比真实值      (选填“偏大”、“偏小”或“相同”).

 

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