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有一只一端开口的L形玻璃管,其竖直管的横截面积是水平管横截面积的2倍,水平管长为...

有一只一端开口的L形玻璃管,其竖直管的横截面积是水平管横截面积的2倍,水平管长为90cm,竖直管长为8cm,在水平管内有一段长为l0cm的水银封闭着一段长为80cm的空气柱如图所示.已知气柱的温度为27℃,大气压强为75cmHg,管长远大于管的直径.

(i)现对气体缓慢加热,当温度上升到多少时,水平管中恰好无水银柱.

(ii)保持(i)中的温度不变,将玻璃管以水平管为轴缓慢旋转180°,使其开口向下.求稳定后封闭部分气体压强.

 

(1) (2) 【解析】 (1)以封闭气体为研究对象,设水平管的横截面积为S,则 p1=75cmHg ,V1=80S(cm3) ,T1=300K;p2=80cmHg ,V2=90S(cm3) ,T2=? 由理想气体的状态方程: 解得 T2=360K; (2)玻璃管旋转1800后,设粗管中的水银长度为xcm,则细管中的水银长度为(10-2x)cm; p3=(75-x)cmHg V3=[90-(10-2x)]Scm3 由玻意耳定律: 则x无解,水银从粗管逸出, 设粗管中剩下的水银长xcm; p 3′=(75-x)cmHg,V3=[90+2(8-x)]S(cm3) 由玻意耳定律: 解得 x=3cm 所以气体的压强 p3′=72cmHg
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考点分析:
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一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程abbcca回到原状态,其图象如图所示,下列判断正确的是( 

A.过程ab中气体一定吸热

B.过程bc中气体既不吸热也不放热

C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热

D.Abc三个状态中,状态 a分子的平均动能最小

E.bc两个状态中,容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同

 

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如图所示,间距为L的两金属导轨,其中粗糙部分P1Q1//P2Q2,它们与水平面的夹角均为,处在磁感应强度为、方向垂直于平面向下的匀强磁场中;光滑部分Q1D1//Q2 D 2且它们在同一水平面内.以Q1为原点,x轴正方向(图中未画出),有磁感应强度k为常量)的磁场垂直于平面竖直向下.有两根质量均为m、电阻均为R的导体棒ab分别放在处与之间,两棒平行且b棒恰好不下滑.t=0时导体棒a在水平拉力F的作用下沿x轴正方向做速度为v的匀速运动.不计两导轨的电阻,忽略感应电流产生的磁场,重力加速度为g,最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小.求:

1)从t=0b棒刚好不上滑的时间内,a棒运动的距离x0

2)当b棒刚好不上滑时,通过改变a棒运动的速度使b棒仍保持静止.则在a棒再沿x轴正方向运动距离x0的过程中,b棒产生的焦耳热Q及通过其横截面的电荷量.

 

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如图所示,一本大字典置于桌面上,一张A4纸(质量和厚度均可忽略不计)夹在字典最深处.假设字典的质量分布均匀,同一页纸上的压力分布也均匀,字典总质量M=1.5kg,宽L=16cm,高H=6cmA4纸上下表面与书页之间的动摩擦因数均为μ1 =0.3,字典与桌面之间的动摩擦因数为μ2=0.4,各接触面的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,重力加速度g10m/s2

(1)水平向右拉动A4纸,要使字典能被拖动,A4纸对字典的总摩擦力至少多大?

(2)上题中,求A4纸夹在字典中离桌面的最大高度h0

(3)若将A4纸夹在离桌面高度为3cm处,要将A4纸从字典中水平向右抽出拉力至少做多少功?

 

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随着全世界开始倡导低碳经济的发展,电动自行车产品已越来越受到大家的青睐,某同学为了测定某电动车电池的电动势和内电阻,设计了如图所示电路,提供的实验器材有:

A.电动车电池一组,电动势约为12V,内阻未知

B.直流电流表量程300mA,内阻很小

C.电阻箱R,阻值范围为0~999.9Ω

D.定值电阻R0,阻值为10Ω

E.导线和开关

(1)当他闭合开关时发现,无论怎样调节变阻器,电流表都没有示数,反复检查后发现电路连接完好,估计是某一元件损坏,因此他拿来多用电表检查故障,他的操作如下:

断开电源开关S

将多用表选择开关置于×1Ω档,调零后,红黑表笔分别接R0两端,读数为10Ω

将多用表选择开关置于×10Ω档,调零后,将红黑表笔分别接电阻箱两端,发现指针读数如图所示,则所测阻值为_______Ω,然后又用多用电表分别对电源和开关进行检测,发现电源和开关均完好.由以上操作可知,发生故障的元件是_______

(2)在更换规格相同的元件后重新连接好电路.

(3)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值为R0=10Ω的定值电阻的电流I,下列三组关于R的取值方案中,比较合理的方案是______(选填方案编号1、23).

(4)根据实验数据描点,绘出的图象是一条直线.若直线的斜率为k,在坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=_______,内阻r =_______(用k、bR0表示).

 

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某同学用如图甲所示的装置验证碰撞中动量守恒.一根长为L的轻质细线一端拴住质量为mA的小钢球A,细线的另一端固定在悬点O,在最低点的前后放置一光电门,光电门下的水平面上放一质量为mB的金属物块B,物块的上表面中央固定一轻质的遮光片.现将小球向右拉至细线水平后静止释放,小球在最低点与物块碰撞后反弹上升,测出小球反弹上升时细线的最大偏角为θ,光电门记录的时间为t,已知重力加速度为g.则

1)用50分度的游标卡尺测遮光片的宽度如图乙所示,则遮光片的宽度d=___________mm

2)小球与物块的质量大小关系为mA______________mB(选填“>”“=”“<”);

3)验证小球与物块在碰撞过程中动量守恒的表达式为_________.(用字母mAmBLdθtg表示)

 

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