如图所示,在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞面积之比SA:SB=1∶3,两活塞以穿过B底部的刚性细杆相连,可沿水平方向无摩擦滑动,两个气缸都不漏气。初始时活塞处于平衡状态,A、B中气体的体积均为V0,A、B中气体温度均为T0=300K,A中气体压强pA=1.6p0,p0是气缸外的大气压强。
(1)求初始时B中气体的压强pB;
(2)现对A中气体加热,使其中气体的压强升到pA′=2.5p0,同时保持B中气体的温度不变,求活塞重新达到平衡状态时A中气体的温度TA′。
下列说法中正确的是( )
A.布朗运动是指液体或气体中悬浮的固体小颗粒的无规则运动
B.气体的温度升高,每个气体分子运动的速率都增加
C.液体表面张力形成的原因是由于液体表面层分子间距离大于r0,分子间作用力表现为引力
D.空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近同温度下水的饱和气压,水蒸发越慢
E.空调机作为制冷机使用时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,所以制冷机的工作不遵守热力学第二定律
如图,绝缘平板S放在水平地面上,S与水平面间的动摩擦因数μ=0.4。两足够大的平行金属板P、Q通过绝缘撑架相连,Q板固定在平板S上,P、Q间存在竖直向上的匀强电场,整个装置总质量M=0.48kg ,P、Q间距为d=1m,P板的中央有一小孔。给装置某一初速度,装置向右运动。现有一质量m=0.04kg、电量q=+1× 10-4C的小球,从离P板高h=1.25m处静止下落,恰好能进入孔内。小球进入电场时,装置的速度为v1=5m/s。小球进入电场后,恰能运动到Q板且不与Q板接触。忽略平行金属板外部的电场对小球运动的影响,不计空气阻力,g取10m/s2。
(1)求匀强电场的场强大小E;
(2)求当小球第一次返回到P板时,装置的速度v2;
(3)小球第一次与P板碰撞时间极短,碰后速度大小不变,方向反向,碰后电量变为q’=-4 ×10-4C。求从小球进入电场到第二次到达Q板过程中,绝缘平板S与地面因为摩擦而产生的热量。(由于小球带电量很小,碰撞过程对P、Q上的电荷分布的影响可以忽略,可认为碰撞前后两金属板间的电场保持不变)
如图所示,在竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD,圆管内径略大于小球直径,管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D端平齐,一个可视为质点的小球放在曲面AB上,小球质量m=1kg。现从距BC的高度为h=0.6m处由静止释放小球,它与BC间的动摩擦因数μ=0.5,小球进入管口C端时,它对上管壁有FN=10N的相互作用力,通过CD后,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧弹性势能Ep=0.5J。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)小球通过C点时的速度大小;
(2)水平面BC的长度;
(3)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm
某实验小组利用如题图甲所示的装置探究功和动能变化的关系,他们将宽度为d的挡光片固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连,在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门,记录小车通过A、B时的遮光时间,小车中可以放置砝码。
(1)实验主要步骤如下:
①将木板略微倾斜以平衡摩擦力,使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功。
②将小车停在C点,在砝码盘中放上砝码,小车在细线拉动下运动,记录此时小车、小车中砝码和挡光片的质量之和为M,砝码盘和盘中砝码的总质量为m,小车通过A、B时的遮光时间分别为t1、t2,则小车通过A、B过程中动能的变化量ΔE=_______(用字母M、t1、t2、d表示)。
③在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码,重复②的操作。
④用游标卡尺测量挡光片的宽度d
(2)下表是他们测得的多组数据,其中M是小车、小车中砝码和挡光片的质量之和,|v-v|是两个速度的平方差,可以据此计算出动能变化量ΔE,取绳上拉力F大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力,W是F在A、B间所做的功。表格中ΔE3=_______,W3=__________(结果保留三位有效数字)。
次数 | /kg | |v-v|/(m/s)2 | ΔE/J | F/N | W/J |
1 | 1.000 | 0.380 | 0.190 | 0.400 | 0.200 |
2 | 1.000 | 0.826 | 0.413 | 0.840 | 0.420 |
3 | 1.000 | 0.996 | ΔE3 | 1.010 | W3 |
4 | 2.000 | 1.20 | 1.20 | 2.420 | 1.21 |
5 | 2.000 | 1.42 | 1.42 | 2.860 | 1.43 |
(3)若在本实验中没有平衡摩擦力,假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为。利用上面的实验器材完成如下操作:保证小车质量不变,改变砝码盘中砝码的数量(取绳上拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力),测得多组m、、的数据,并得到m与的关系图像,如图乙所示。已知图像在纵轴上的截距为b,直线PQ的斜率为k,A、B两点的距离为s,挡光片的宽度为d,则=_______(用字母b、d、s、k、g表示)。
现有一电池,电动势E约为9V,内阻r在35~55Ω范围内,允许通过的最大电流为50mA。为测定该电池的电动势和内阻,某同学利用如图(a)所示的电路进行实验。图中R为电阻箱,阻值范围为0~9999Ω;R0为保护电阻。
(1)可备选用的定值电阻R0有以下几种规格,本实验应选用( )
A.20Ω,2.5W B.50Ω,1.0W
C.150Ω,1.0W D.1500Ω,5.0W
(2)按照图(a)所示的电路图,接好电路,闭合电键后,调整电阻箱的阻值,记录阻值R和相应的电压表示数U,取得多组数据,然后作出图像,如图(b)所示,由图中所给的数据可知,电源的电动势E= V,r= Ω.(结果保留两位有效数字)