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[物理——选修3-3] (1) 关于气体的内能,下列说法正确的是________...

[物理——选修3-3]

(1) 关于气体的内能,下列说法正确的是________

A.质量和温度都相同的气体,内能一定相同

B.气体温度不变,整体运动速度越大,其内能越大

C.气体被压缩时,内能可能不变

D.一定量的某种理想气体的内能只与温度有关

E.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中,内能一定增加

(2) 如图所示,气缸放置在水平平台上,活塞质量为10 kg,横截面积为50 cm2,厚度为1 cm,气缸全长为21 cm,大气压强为1.0×105Pa,当温度为7 ℃时,活塞封闭的气柱长10 cm,若将气缸倒过来放置时,活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通.(g取10 m/s2,不计活塞与气缸之间的摩擦,计算结果保留三位有效数字)

①将气缸倒过来放置,若温度上升到27 ℃,求此时气柱的长度.

② 汽缸倒过来放置后,若逐渐升高温度,发现活塞刚好接触平台,求此时气体的温度.

 

(1)CDE ;(2) ①16.1 cm ②100 °C 【解析】(1)质量和温度都相同的气体,虽然分子平均动能相同,但是不同的气体,其摩尔质量不同,即分子个数不同,所以分子总动能不一定相同,A错误;宏观运动和微观运动没有关系,所以宏观运动速度大,内能不一定大,B错误;根据 =C可知,如果等温压缩,则内能不变;等压膨胀,温度增大,内能一定增大,C、E正确;理想气体的分子势能为零,所以理想气体的内能与分子平均动能有关,而分子平均动能和温度有关,D正确.综上所述本题答案是:CDE (2) 以活塞为研究对象,汽缸未倒过来时,有 汽缸倒过来后,有 温度为 不变,有 ; 联立解得 ; ① 温度由 升高到 的过程中,封闭气体压强不变 由盖—吕萨克定律知 ,解得 ; ② 活塞刚好接触平台时,气体的温度为T,则 解得 ,故 综上所述本题答案是:(1)CDE ;(2) ①16.1 cm ②  
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考点分析:
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如图所示,是一传送装置,其中AB段粗糙,AB段长为L=1 m,动摩擦因数μ=0.5;BC、DEN段均可视为光滑,DEN是半径为r=0.5 m的半圆形轨道,其直径DN沿竖直方向,C位于DN竖直线上,CD间的距离恰能让小球自由通过。其中N点又与足够长的水平传送带的右端平滑对接,传送带以3m/s的速率沿顺时针方向匀速转动,小球与传送带之间的动摩擦因数也为0.5。左端竖直墙上固定有一轻质弹簧,现用一可视为质点的小球压缩弹簧至A点后由静止释放(小球和弹簧不粘连),小球刚好能沿圆弧DEN轨道滑下,而始终不脱离轨道。已知小球质量m=0.2 kg ,重力加速度g 取10m/s2。试求:

(1)弹簧压缩至A点时所具有的弹性势能;

(2)小球第一次在传送带上滑动的过程中,在传送带上留下的痕迹为多长?

(3) 小球第一次在传送带上滑动的过程中,小球与传送带因摩擦产生的热量和电动机多消耗的电能?

 

 

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如图所示,长L=2.9m,倾角的斜面固定在水平面上,斜面顶端固定一个不计摩擦的轻滑轮。质量为m的木块A和质量为M的铁块B用一根轻绳相连,M=3m。开始时,木块A锁定在斜面底端,铁块B通过滑轮悬挂在离地h=1.6m的空中,木块A和铁块B均可视为质点。若木块A与斜面的动摩擦因数=0.5,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。将木块A解除锁定后,试求:

(1)落地前铁块B加速度的大小。

(2)木块A沿斜面上滑的最大速度。

(3)若M=km(k为正整数),要使木块A 能到达斜面顶端,k至少多大?

 

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斜面长度为4m,一个尺寸可以忽略不计的滑块以不同的初速度v0从斜面顶端沿斜面下滑时,其下滑距离x与初速度二次方v02的关系图象(即x-v02图象)如图所示.

(1)求滑块下滑的加速度大小.

(2)若滑块下滑的初速度为5.0m/s,则滑块沿斜面下滑的时间为多长?

 

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如图所示,某实验小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验:

(1)使小车在砝码和托盘的牵引下运动,以此定量探究细绳拉力做功与小车动能变化的关系。

①实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及图所示的器材。若要完成该实验,必需的实验器材还有_________________

②为达到平衡摩擦力的目的,取下细绳和托盘,通过调节垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动。

③实验开始时,先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行。这样做的目的是____(填字母代号)。

A.避免小车在运动过程中发生抖动

B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰

C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动

D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力

(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A,B,C,D,E,F,G。

实验时测得小车的质量为M=200g,小车所受细绳的拉力为F=0.2N。各计数点到O的距离为s,对应时刻小车的瞬时速度为v,小车所受拉力做的功为W,小车动能的变化为。请补填表中空格(结果保留小数点后四位)。这两个数分别是

_________________________

分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内__________________________________

(3)这个小组在之前的一次实验中分析发现拉力做功总是要比小车动能增量明显大一些。这一情况可能是下列哪些原因造成的______________(填字母代号)。

A.在接通电源的同时释放了小车

B.小车释放时离打点计时器太近

C.平衡摩擦力时长木板倾斜程度不够

D.平衡摩擦力时长木板倾斜程度过大

(4)实验小组进一步讨论认为可以通过绘制图线来分析实验数据。请根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点,并画出图线。如图 ____________

分析图线为一条通过原点的直线,直线的斜率如果在实验误差允许的范围内等于理论值,也可以得出相同的结论。这种方案中直线斜率表达式为k=____________(用题目中相关物理量字母表示)。

 

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学习了传感器之后,在研究小车加速度与所受合外力的关系实验中时,甲、乙两实验小组引进位移传感器力传感器,分别用如图(a)、(b)所示的实验装置实验,重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车,位移传感器(B)随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器(A)固定在轨道一端.甲组实验中把重物的重力作为拉力F,乙组直接用力传感器测得拉力F,改变重物的重力重复实验多次,记录多组数据,并画出a-F图像。

1)甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件:         。(重物质量为M,小车与传感器质量为m

2)图(c)中符合甲组同学做出的实验图像的是          ;符合乙组同学做出的实验图像的是              。(选填

 

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