如图所示,一个开口向上的导热气缸处于水平面上,截面积为10cm2的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内,气柱长度为15cm,温度为27℃。重力加速度取g=10/s2,大气压强恒为1.0×105Pa,不计活塞的重力及与气缸之间的摩擦,现在活塞上缓慢倒上质量为5kg的沙子,试求:
①稳定后气柱的长度是多少?
②若逐渐撤去沙子,对气缸缓慢加热到一定温度,稳定后气柱长度为20cm,则此时的温度是多少?
下列说法正确的是 。
A. 温度相同的两种气体,分子平均动能相同,每个分子的动能也相同
B. 质量一定的理想气体的内能仅由温度决定
C. 做功和热传递都可以改变物体内能,两种方式的本质不同
D. 当外界对气体做功时,气体内能一定增加
E. 在绝热条件下,气体膨胀内能一定减少
图甲是一台打桩机的简易模型,桩柱B静止在水平地面,重锤A在绳子拉力F作用下从桩柱上端由静止上升,当重锤上升4.2m时,撤去拉力F,重锤继续上升0.8m后自由下落,并与桩柱撞击,撞击后将桩柱打入地下一定深度。已知重锤的质量m=42kg、桩柱的质量M=168kg。重锤上升过程中其动能随上升高度的变化规律如图乙所示,重锤和桩柱撞击时间极短,滑轮离地足够高,不计空气阻力和滑轮的摩擦,重力加速度g=10m/s2。试求:
(1)重锤从最高点落回B处的时间和速度大小;
(2)撤去拉力F前,拉力F做功的平均功率;
(3)若桩柱向下运动的过程中受到的阻力是重锤和桩柱总重量的1.5倍,求桩柱被打入地下的深度。
如图所示,PQ和MN是两根间距为L的光滑水平长直导轨,P与M之间连接一个阻值为R的定值电阻,一个长为L、质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直放在导轨上,整个装置处于竖直方向的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B。
(1)现在金属棒ab上作用一个大小为F的水平恒力,使其沿导轨运动,求ab棒最大速度的大小;
(2)若在金属棒ab上作用一个水平力F’,使金属棒ab沿导轨由静止做加速度为a的匀加速直线运动,求水平力F’与时间t的函数关系式,并在所给坐标系中大致作出F’与时间t的函数图像。
要测绘一个标有“3V 0.6W”小灯泡的伏安特性曲线,提供的的器材有:
电池组(电动势为4.5V,内阻约1Ω):电流表(量程为0~250mA,内阻约5Ω);电压表(量程为0~3V,内限约3kΩ);滑动变阻器(最大阻值20Ω,额定电流1A);电键一个、导线若干。
(1)要求电压从零开始调节,请在方框内画出实验电路图_______。
(2)用某次实验的结果测出小灯泡发光时的电阻值,由于存在系统误差,测量结果将偏____(选填“大”或“小”);
(3)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图所示。若将这个小灯泡接到电动势为1.5V、内阻为5Ω的电源两端,请在图中作出该电源供电时路端电压和电流的关系图像,依据图像可求出小灯泡消耗的功率是_______________W。
图为验证动量守恒定律的实验装置,两个带有等宽遮光条的滑块A、B的质量分别为mA、mB,在A、B间锁定一压缩的轻弹簧,将其置于气垫导轨上。已知AC与BD的距离相等,遮光条的宽度为d。接通充气开关,解除弹簧的锁定,弹簧将两物体沿相反方向弹开,光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为t1和t2。
(1)本实验需要调节气垫导轨水平,调节方案是_________________________________。
(2)调节导轨水平后进行实验,若有关系式____________________________________,则说明该实验动量守恒。
(3)某次实验未接通充气开关,锁定时弹簧压缩的长度不变,光电门C、D记录下两遮光条通过的时间分别为t3和t4,两滑块与导轨间的动摩擦因数相同,若要测出该动摩擦因数,还需要测量的量是________________________________________________________________。