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如图所示,一个内壁光滑的圆柱形汽缸,高度为L、底面积为S,缸内有一个质量为m的活...

如图所示,一个内壁光滑的圆柱形汽缸,高度为L、底面积为S,缸内有一个质量为m的活塞,封闭了一定质量的理想气体.温度为热力学温标T0时,用绳子系住汽缸底,将汽缸倒过来悬挂起来,汽缸处于竖直状态,缸内气体高为L0.已知重力加速度为g,大气压强为p0,不计活塞厚度及活塞与缸体的摩擦,求:

(ⅰ)采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离,缸内气体的温度至少要升高到多少?

(ⅱ)从开始升温到活塞刚要脱离汽缸,缸内气体压力对活塞做功多少?

(ⅲ)当活塞刚要脱离汽缸时,缸内气体的内能增加量为ΔU,则气体在活塞下移的过程中吸收的热量为多少?

 

(1)(2)(3) 【解析】试题分析:(ⅰ)缓慢升高气缸内的温度,气体等压膨胀,当气柱长为L时,活塞与汽缸脱离。设缸内气体的温度为T。,T=T0 (ⅱ)设缸内气体压力为F,由于气体是等压膨胀,压力不变。 根据活塞受力平衡:, 缸内气体压力对活塞做功: (ⅲ)根据热力学第一定律:,由于缸内气体压力对活塞做功,W为负, 所以Q=ΔU+(p0S-mg)(L-L0) 考点:理想气体状态方程、热力学第一定律 【名师点睛】活塞与大气联通,缓慢升高气缸内的温度的过程中,气体压强不变。根据理想气体状态方程可求出缸内气体的温度。根据活塞受力平衡可求出缸内气体的压力。根据热力学第一定律求出气体在活塞下移的过程中吸收的热量。  
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考点分析:
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下列说法正确的是

A. 气体的温度升高时,分子平均动能一定增大,但不是每个分子动能都增大

B. 气体等压压缩时,单位时间内打到器壁单位面积上的分子数增多

C. 压缩一定量的气体,气体的内能一定增加

D. 分子a只在分子力作用下,从远处趋近固定不动的分子b,当a到达到b的作用力为零处时,a的动能一定最大

E. 液体表面层分子分布比液体内部稀疏,分子间相互作用表现为斥力。

 

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如图,有一质量为M=2kg的平板车静止在光滑的水平地面上,现有质量均为m=1kg的小物块A和B(均可视为质点),由车上P处开始,A以初速度=2m/s向左运动,B同时以=4m/s向右运动,最终A、B两物块恰好停在小车两端没有脱离小车,两物块与小车间的动摩擦因数都为μ=0.1,取,求:

(1)小车总长;

(2)B在小车上滑动的过程中产生的热量

(3)从A、B开始运动计时,经6s小车离原位置的距离x。

 

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如下图所示,质量为m=1 kg,电荷量为q=5×10-2 C的带正电的小滑块,从半径为R=0.4 m的光滑绝缘圆孤轨道上由静止自A端滑下。整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中。已知E=100 V/m,水平向右;B=1 T,方向垂直纸面向里。求:

(1)滑块到达C点时的速度;

(2)在C点时滑块对轨道的压力。(g=10 m/s2)

 

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现有一摄像机电池,无法从标签上看清其电动势等数据;现进行如下实验操作:

1选取多用电表的直流电压10V挡,将两表笔直接接到电池的正负两极,指针偏转情况如图1,由此可知其电动势约为       V是否可以利用多用电表的欧姆挡直接粗测其内阻,答:     选填“可以”或“不可以”

2现要更加准确测量其电动势和内电阻,实验室备有下列器材:

A电流表量程06A,内阻为3Ω

B电压表量程3V,内阻为3kΩ

C电压表量程30V,内阻为30kΩ

D定值电阻R1=500Ω

E定值电阻R2=5000Ω

F滑动变阻器阻值范围0~30Ω

G开关及导线

①该实验中电压表应选     ,定值电阻应选     均选填选项前的字母序号

②在图3方框中画出实验电路图,并将图2实物连线图补充完整

③若将滑动变阻器打到某一位置,读出此时电压表读数为U,电流表读数为I,则电源电动势和内阻间的关系式       要求无系统误差

 

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在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图所示,由图可知弹簧的劲度系数为________N/m,图线不过原点的原因是由于_____________________________

 

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