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如图,上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,两活塞用...

如图,上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,两活塞用刚性轻杆连接,两活塞间充有氧气,小活塞下方充有氮气.已知:大活塞的质量为2m,横截面积为2S,小活塞的质量为m,横截面积为S;两活塞间距为L;大活塞导热性能良好,汽缸及小活塞绝热;初始时氮气和汽缸外大气的压强均为p0,大活塞与大圆筒底部相距,两活塞与气缸壁之间的摩擦不计,重力加速度为g.现通过电阻丝缓慢加热氮气,求当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时,氮气的压强.

 

【解析】 以两活塞整体为研究对象,根据平衡条件求出初始时氧气压强为p1和体积V1;再求出当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时氧气的体积V2;再由玻意耳定律,求出此时氧气的压强p2,最后利用平衡条件求出氮气压强为p;根据平衡条件求出压强,在根据理想气体状态方程求出温度. ①以两活塞整体为研究对象,设初始时氧气压强为p1,根据平衡条件有 p0S+3mg=p1S 化简得: 初始时氧气体积: 当小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐时,氧气体积 V2=2SL 由于大活塞导热,小活塞缓慢上升可认为氧气温度不变,设此时氧气压强为p2, 由玻意耳定律得 p2V2=p1V1 联立解得氧气的压强: ②设此时氮气压强为p,温度为T,根据平衡条件有 p0·2S+3mg=p2S+pS 得:  
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下列说法正确的是(   )

A.布朗运动虽不是分子运动,但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动

B.一木块被举高组成该木块的所有分子的分子势能都增大

C.当液体与大气接触时,液体表面层分子的势能比液体内部分子的要大

D.缓慢压缩一定量气体,若此过程气体温度不变,则外界对气体做正功但气体内能不变

E.气体体积不变时,温度越高,单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多

 

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一半径为R的薄圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的中心轴线平行,筒的横截面如图所示.图中直径MN的两端分别开有小孔,筒可绕其中心轴线转动,圆筒的转动方向和角速度大小可以通过控制装置改变.一不计重力的带负电粒子从小孔M沿着MN方向射入磁场,当筒以大小为ω0的角速度转过90°时,该粒子恰好从某一小孔飞出圆筒.

(1)若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,求该粒子的比荷和速率分别是多大?

(2)若粒子速率不变,入射方向在该截面内且与MN方向成30°角,则要让粒子与圆筒无碰撞地离开圆筒,圆筒角速度应为多大?

 

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在粗糙水平面上,一电动玩具小车以的速度做匀速直线运动,其正前方平铺一边长为L=0.6m的正方向薄板,小车在到达薄板前某处立即刹车,靠惯性运动s=3m的距离后沿薄板一边的中垂线平滑地冲上薄板.小车与水平面以及小车与薄板之间的动摩擦因数均为薄板与水平面之间的动摩擦因数,小车质量为M为薄板质量m3倍,小车可看成质点,重力加速度,求:

(1)小车冲上薄板时的速度大小;

(2)小车刚冲上薄板到停止时的位移大小.

 

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用如图甲所示的实验装置完成探究动能定理实验.请补充完整下列实验步骤的相关内容:

 1)用天平测量小车和遮光片的总质量M、砝码盘的质量m0;用游标卡尺测量遮光片的宽度d,游标卡尺的示数如图乙所示,其读数为______ cm;按图甲所示安装好实验装置,用米尺测量两光电门之间的距离s

2)在砝码盘中放入适量砝码;适当调节长木板的倾角,直到轻推小车,遮光片先后经过光电门A和光电门B的时间相等;

3)取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m

4)让小车从靠近滑轮处由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△tA和△tB

5)步骤(4)中,小车从光电门A下滑至光电门B过程合外力做的总功W=______,小车动能变化量△Ek=______(用上述步骤中的物理量表示,重力加速度为g),比较W和△Ek的值,找出两者之间的关系;

6)重新挂上细线和砝码盘,改变砝码盘中砝码质量,重复(2)~(5)步骤.

7)本实验中,以下操作或要求是为了减小实验误差的是______

A.尽量减小两光电门间的距离s

B.调整滑轮,使细线与长木板平行

C.砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量

 

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用图示电路测量一量程为3V的电压表内阻,可调恒压电源能满足本实验要求,将下列实验步骤的有关内容补充完整.

断开开关S,按图连接好电路

将电阻箱的阻值调到_______________

接通电源,再闭合开关S

由零开始调节恒压电源的输出电压,使电压表的指针指到3V位置;

调节__________使电压表的指针指到_______V位置,读出此时电阻箱的阻值,即为电压表内阻的测量值,断开开关S

 

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