一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内,活塞下表面相对气缸底部的高度为h,气缸壁导热良好,活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动。开始时气体压强为p,外界的温度为T0.现取质量为m的沙子缓慢地倒在活塞的上表面,同时改变外界温度,沙子倒完时,外界的温度变为T,活塞下表面相对于气缸底部的高度仍为h.再将外界温度变为T0.已知外界大气的压强始终保持不变,重力加速度大小为g.求重新达到平衡后气体的体积。
下列说法正确的是________。
A. 一定质量的气体在体积不变时,分子每秒与器壁平均碰撞次数随着温度降低而减小
B. 晶体熔化时吸收热量,分子平均动能一定增大
C. 在一定温度下,饱和蒸汽的分子数密度是一定的,饱和汽压随着温度的增加而增加
D. 根据热力学第二定律可知,热量不可能从低温物体传到高温物体
E. 一定质量的气体在保持压强恒等于1.0×105 Pa的状况下,体积从5 L膨胀到30 L,若这一过程中气体从外界吸热4×103 J,则气体内能增加了1.5×103 J
如图所示,倾角θ=30°的足够长光滑斜面底端A固定有挡板P,斜面上B 点与A点的高度差为h.将质量为m、长度为L的木板置于斜面底端,质量也为m的小物块静止在木板上某处,整个系统处于静止状态。已知木板与物块间的动摩擦因数μ=,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.
(1)若给木板和物块一沿斜面向上的初速度v0,木板上端恰能到达B点,求v0大小;
(2)若对木板施加一沿斜面向上的拉力F0,物块相对木板刚好静止,求拉力F0的大小;
(3)若对木板施加沿斜面向上的拉力F=2mg,作用一段时间后撤去拉力,木板下端恰好能到达B点,物块始终未脱离木板,求拉力F做的功W.
如图所示,两平行光滑金属导轨由两部分组成,左面部分水平,右面部分为半径r=0.5m的竖直半圆,两导轨间距离d=0.3m,导轨水平部分处于竖直向上、磁感应强度大小B=1T的匀强磁场中,两导轨电阻不计。有两根长度均为d的金属棒ab、cd,均垂直导轨置于水平导轨上,金属棒ab、cd的质量分别为m1=0.2kg、m2=0.1kg,电阻分别为R1=0.1Ω、R2=0.2Ω。现让ab棒以v0=10m/s的初速度开始水平向右运动,cd棒进入圆轨道后,恰好能通过轨道最高点PP′,cd棒进入圆轨道前两棒未相碰,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)ab棒开始向右运动时cd棒的加速度a0;
(2)cd棒刚进入半圆轨道时ab棒的速度大小v1;
(3)cd棒进入半圆轨道前ab棒克服安培力做的功W.
在做《测定金属电阻率》的实验时,需要对金属丝的电阻进行测量,已知金属线的阻值Rx约为1Ω,某同学用伏安法对这个电阻进行比较精确的测量,这位同学想使电压表和电流表示数变化范围尽可能的大。可供选用的器材有:
电源E:电动势3V,内阻不计;
电流表A:量程0.3A,内阻约为1Ω;
电压表V:量程3V,内阻约为10kΩ;
滑动变阻器R:最大电阻值为5Ω;
定值电阻两个:R1=10Ω、R2=100Ω;
开关一个,导线若干。
(1)根据上述条件,实验时定值电阻应选用___(填“R1”或“R2”);
(2)根据实验需要在实物图中补齐所需连线_________;
(3)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片置于_____端(填“a”或“b”);
(4)若在上述实验中,电流表的示数为I,电压表的示数为U,则金属线的阻值Rx的计算表达式为_____。
某实验小组所用的实验装置如图所示,通过改变砂桶内砂的质量研究加速度与力的关系。图中带滑轮的长木板水平放置于桌面上,一端拴有砂桶的细绳通过小车的滑轮与拉力传感器相连,拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小。
(1)下列操作必要且正确的是____________
A.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录传感器的示数
B.改变砂的质量重复实验,打出几条纸带
C.用天平测出砂和砂桶的质量
D.为了减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
(2)实验中得到如图所示的一条纸带,相邻计数点间的时间间隔为T,各相邻计数点间的距离分别为S1、S2、S3、S4,则加速度的计算表达式为__________,若以传感器的示数F为横坐标,通过纸带分析得到的加速度a为纵坐标,下面画出的a-F图象中合理的是__________
(3)若(2)问中的四个图线(包括C中的直线部分)的斜率为k,则小车的质量为______