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如图所示,两端开口、粗细均匀的U形管内装有水银,底部有一开关K把水银等分成两部分...

如图所示,两端开口、粗细均匀的U形管内装有水银,底部有一开关K把水银等分成两部分,右管内有一质量不计的轻质活塞封闭一定质量的理想气体。已知大气压强p0=75 cmHg,管内水银柱的高度为L=7.5 cm,空气柱的长度为L0=30 cmU形管底部宽度为10 cm。现用力缓慢地把活塞向上提起h=15 cm,求:

()空气柱内气体的压强p1

()保持活塞的位置不变,打开U形管底部的开关,稳定后空气柱内气体的压强p2

 

(ⅰ) 50 cmHg (ⅱ) 60 cmHg 【解析】 (i)设U形管的截面积为S,由玻意耳定律有p0L0S=p1(L0+h)S 解得p1=50 cmHg (ii)设打开开关稳定后左管内水银没有全部进入U形管的水平部分,此时水银面下降Δh,则 p2=(75-2Δh) cmHg 根据玻意耳定律有p0L0S=p2(L0+h-Δh)S 联立解得Δh=7.5 cm或Δh=75 cm(舍去) 由Δh=7.5 cm=L,且U形管底部宽度为10 cm,说明打开开关稳定后,左管内的水银刚好全部进入U形管的底部。 则稳定后空气柱内气体的压强p2=(75-2L) cmHg=60 cmHg  
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考点分析:
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关于热力学定律,下列说法正确的是__________

A. 根据热力学第一定律可知,一定质量的理想气体等压膨胀对外做功,内能一定减少

B. 第一类永动机制不成,是因为它违反了热力学第一定律

C. 热力学第二定律是从另一个侧面阐述能量守恒定律

D. 从微观意义上讲,热力学第二定律是一个统计规律

E. 熵是系统内分子运动无序性的量度,一个孤立的系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展

 

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如图所示,倾斜轨道底端用一小段圆弧与水平面平滑连接,上端与半径为R=0.5 m的圆管形轨道相切于P点,圆管顶端开口水平,距离水平面的高度为R。质量为m=0.2 kg的小球B静止在斜面的底端。另有质量相同的小球A以初速度v0=5 m/s沿水平面向右运动,并与小球B发生弹性碰撞,不考虑一切摩擦,重力加速度g10 m/s2

(1)求小球B被碰后的速度大小;

(2)求小球B到达圆管形轨道最高点时对轨道的压力大小和方向;

(3)若保持小球A的初速度不变,增加其质量,则小球B从轨道的最高点抛出后,求小球B的落地点到O点的最远距离不会超过多少。

 

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如图1所示,两平行长直光滑金属导轨水平放置,间距为L,左端连接一个电容为C的电容器,导轨处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m的金属棒垂直导轨放置,某时刻金属棒获得一个水平向右的初速度v0,之后金属棒运动的vt图象如图2所示。不考虑导轨的电阻。

(1)求金属棒匀速运动时的速度v1

(2)求金属棒匀速运动时电容器的电荷量q

(3)已知金属棒从开始到匀速运动的过程中,产生的焦耳热为Q,求电容器充电稳定后储存的电能E

 

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某实验小组欲测量一节废旧干电池的电动势和内阻,实验室有如下器材:

A.电压表V00.5 V,内阻RV未知)

B.电流表A00.6 A,内阻RA0.6 Ω

C.电阻箱R0(最大阻值为9 999.9 Ω

D.滑动变阻器R020 Ω

E.开关一个,导线若干

(1)考虑到电压表的量程太小,且内阻远大于干电池内阻,实验小组的同学首先设计如图1所示的电路来测量电压表的内阻。其原理为:先调节电阻箱阻值,使电压表指针指在中间刻度线,记下电阻箱的阻值R1,再调节电阻箱阻值,使电压表指针指在满偏刻度,记下电阻箱的阻值R2,则电压表的内阻RV=__________(R1R2表示)

(2)测得电压表的内阻为500 Ω,实验小组的同学又设计了如图2所示的电路测量废旧干电池的电动势,R0调到1 000 Ω。调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数如下表所示。请根据表中的数据,在如图3所示的坐标纸上作出 UI图线__________

U/V

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

I/A

0.59

0.50

0.39

0.30

0.21

 

(3)由图线求得电动势E=__________V,内阻r=__________Ω

(4)实验时,某同学进行了多次测量,花费了较长时间,但测量期间一直保持电路闭合。其实,从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为______________________

 

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某实验小组的同学利用如图1所示的装置探究物体速度和位移的关系,并测量物块和桌面间的动摩擦因数。已知弹簧处于原长时,物块位于光电门左侧。

(1)按如图1所示安装实验器材,物块上方装有较窄的遮光条,用游标卡尺测量其宽度如图2所示,则遮光条的宽度为__________mm

(2)实验步骤如下:

①让物块压缩弹簧并锁定;

②释放物块,读出物块通过光电门时的遮光时间Δt

③测量出物块停止运动时遮光条的位置到光电门之间的位移x

④重复②③步骤,测出多组遮光时间Δt和位移x的值;

⑤计算出物块通过光电门时对应的速度v

(3)根据测量的数据在如图3所示的坐标纸上做出v2x图象,由图象可知,物块在桌面上运动的加速度大小为__________m/s2。已知重力加速度g10 m/s2,则物块和桌面间的动摩擦因数为____________(结果均保留两位有效数字)

 

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