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内壁光滑上小下大的圆柱形薄壁气缸竖直放置,上下气缸的横截面积分别为S1=40cm...

内壁光滑上小下大的圆柱形薄壁气缸竖直放置,上下气缸的横截面积分别为S1=40cm2S2=80cm2,上下气缸的高度分别为h=80cmH=100cm.质量为m=8kg的薄活塞将0.5mol氢气(H2的摩尔质量为2g/mol)封闭在气缸内,活塞静止在管口,如图所示.已知氢气的定容比热容Cv10.21kJ/(kgK),外界大气压强p0=1.0×105Pa,g10m/s2.定容比热容Cv是指单位质量的气体在容积不变的条件下,温度升高或降低1K所吸收或放出的热量.保持缸内气体温度为35℃不变,用竖直外力缓慢向下推活塞,当活塞恰推至上气缸底部时,外力大小为F.求:

(1)求F的大小;

(2)随后在逐渐减小竖直外力的同时改变缸内气体温度,使活塞位置保持不变,直至外力恰为0.求这一过程中气体内能的变化量为多少?(结果保留三位有效数)

 

①192N ②898J 【解析】 (1)温度不变,初始压强: 初始体积 当活塞运动到小气缸底部时,气体体积. 由玻意尔定律得. 对活塞受力分析可知:. 解得:F=192N.. (2)体积不变;改变温度之后气体的压强为p3,p3=p1=1.20×105Pa 设此时温度为T3,初始温度为T1=35+273=308K. 由盖-吕萨克定律得解得T3=220K 温度降低放出热量KJ≈898J. 根据得气体内能的变化量为898J.  
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如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为p0,经历从状态A→B→C→A的过程.则气体在状态C时压强为________;从状态C到状态A的过程中,气体的内能增加ΔU,则气体吸收的热量为________

 

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如图所示,三块挡板围成截面边长L1.2m的等边三角形区域,C、P、Q分别是MNAMAN中点处的小孔,三个小孔处于同一竖直面内,MN水平,MN上方是竖直向下的匀强电场,场强E=4×10-4N /C.三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B1AMN以外区域有垂直纸面向外, 磁感应强度大小为B23B1的匀强磁场.现将一比荷q/m=108C/kg的帯正电的粒子,从O点由静止释放,粒子从MN小孔C进入内部匀强磁场,经内部磁场偏转后直接垂直AN经过Q点进入外部磁场.已知粒子最终回到了O点,OC相距2m.设粒子与挡板碰撞过程中没有动能损失,且电荷量不变,不计粒子重力,不计挡板厚度,取π3.求:

1)磁感应强度B1的大小;

2)粒子从O点出发,到再次回到O点经历的时间;

3)若仅改变B2的大小,当B2满足什么条件时,粒子可以垂直于MA经孔P回到O点(若粒子经过A点立即被吸收).

 

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滑板运动是极限运动的鼻祖,很多极限运动都是由滑板运动延伸而来.如图所示是一个滑板场地,OP段是光滑的1/4圆弧轨道,半径为0.8 mPQ段是足够长的粗糙水平地面,滑板与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2.滑板手踩着滑板AO点由静止滑下,到达P点时,立即向前起跳.滑板手离开滑板A后,滑板A以速度v1=2 m/s返回,滑板手落到前面相同的滑板B上,并一起向前继续滑动.已知滑板质量是m=5 kg,滑板手的质量是滑板的9倍,滑板BP点的距离为x=3 mg= 10 m/s2.(不考虑滑板的长度以及人和滑板间的作用时间)求:

(l)当滑板手和滑板A到达圆弧轨道末端P点时滑板A对轨道的压力;

(2)滑板手落到滑板B上瞬间,滑板B的速度;

(3)两个滑板间的最终距离.

 

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某实验小组要把一块电流表改装成电压表,遇到了两个问题:一是该电流表的表盘没有标注刻度数,但刻度均匀,总格数为N;二是内阻未知.通过对类似规格的电流表的参数比对,得到该电流表的满偏电流约700~800,内阻约100).该组同学利用以下器材,通过下列三个步骤,完成了电压表的改装工作.

A.待测电流表G

B.电流表A:量程0.6A,内阻约为0.1

C.电压表V:量程3V,内阻RV=3k

D.电阻箱R2:最大阻值999.9

E.滑动变阻器R1:最大阻值5k,额定电流0.1A

F. 滑动变阻器R3:最大阻值5,额定电流0.5A

G.电源:电动势3V,内阻约为1.5

H.开关两个S1S2

1)步骤一:测定电流表的内阻.设计了上图所示实验电路,请分析并补全以下操作:

①将R1的滑动端拨至_______端;(“a”“b”)

②仅闭合S1,调节R1,使电流表的指针偏转N个格;

③仅调节_______,使电流表的指针偏转个格;

④记录_____________________,则电流表的内阻为_______

2)步骤二:

①测定该电流变的满偏电流.除电源和开关外,还需要的器材是____________;(填器材前面的字母序号)

②请在线框中画出方便简洁的实验电路图_________

 

 

 

③若在上图实验中,待测电流表指针偏转了n个格,还需要记录的测量值及相应符号为_____________,电流表的满偏电流为________,将此电流表改装为一个量程为U0的电压表需要 ______(填串联并联)一个定值电阻RxRx=__________.(用以上各步骤中记录的测量量和已知量表示)

 

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某同学做验证向心力与线速度关系的实验.装置如图所示,一轻质细线上端固定在拉力传 感器上,下端悬挂一小钢球.钢球静止时刚好位于光电门中央.主要实验步骤如下:

①用游标卡尺测出钢球直径d

②将钢球悬挂静止不动,此时力传感器示数为F1,用米尺量出线长L

③将钢球拉到适当的高度处释放,光电门计时器测出钢球的遮光时间为t,力传感器示数的最大值为F2

已知当地的重力加速度大小为g,请用上述测得的物理量表示:

1)钢球经过光电门时的线速度表达式v____,向心力表达式 ____

2)钢球经过光电门时的所受合力的表达式F ___

3)若在实验误差允许的范围内FF,则验证了向心力与线速度的关系.该实验可能的误差有:____.(写出一条即可)

 

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