(10分)如图所示,一根粗细均匀的细玻璃管开口朝上竖直放置,玻璃管中有一段长为h = 24cm的水银柱封闭了一段长为x0 = 23cm的空气柱,系统初始温度为T0 = 200K,外界大气压恒定不变为P0 = 76cmHg。现将玻璃管开口封闭,将系统温度升至T = 400K,结果发现管中水银柱上升了2cm。若空气可以看作理想气体,求升温后玻璃管内封闭的上下两部分空气的压强分别为多少?
(5分)下列说法正确的是________。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.分子间距离增大时,分子间的引力和斥力都减小
B.布朗运动就是气体或液体分子的无规则运动
C.食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布,具有空间上的周期性
D.做功和热传递在改变系统内能方面是不等价的
E.第二类永动机虽不违背能量守恒定律,但也是不可能制成的
(20分)如图甲所示,一对足够长的平行粗糙导轨固定在水平面上,两导轨间距l=1m,左端用R=3Ω的电阻连接,导轨的电阻忽略不计。一根质量m=0.5kg、电阻r=1Ω的导体杆静止置于两导轨上,并与两导轨垂直。整个装置处于磁感应强度B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向上。现用水平向右的拉力F拉导体杆,拉力F与时间t的关系如图乙所示,导体杆恰好做匀加速直线运动。在0~2s内拉力F所做的功为W=J,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)导体杆与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)在0~2s内通过电阻R的电量q;
(3)在0~2s内电阻R上产生的热电量Q。
(12分)从地面上以初速度v0=20m/s竖直向上抛出一质量为m=2kg的小球,若运动过程中小球受到的空气阻力与其速率成正比关系,小球运动的速率随时间变化规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1=10m/s,且落地前球已经做匀速运动,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)小球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功;
(2)小球抛出瞬间的加速度大小。
(6分)某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内电阻,实验电路图如图甲所示,实验过程中改变滑动变阻器滑片位置记录六组数据,然后画出如图乙所示的U﹣I图象,根据图象,干电池的电动势为 V;内电阻为 Ω;在本实验电路中调节滑动变阻器R的阻值,电源的最大输出功率是 W。(结果保留小数点后两位数字)
如图所示,水平光滑长杆上套有小物块A,细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮,一端连接A,另一端悬挂小物块B,物块A、B质量相等。C为O点正下方杆上的点,滑轮到杆的距离OC=h。开始时A位于P点,PO与水平方向的夹角为30°。现将A、B静止释放。则下列说法正确的是
A. 物块A由P点出发第一次到达C点过程中,速度不断增大
B. 在物块A由P点出发第一次到达C点过程中,物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量
C. 物块A在杆上长为的范围内做往复运动
D. 物块A经过C点时的速度大小为