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如图所示,大气压强恒为p0,用横截面积为S的可动水平活塞将一定质量的理想气体密封...

如图所示,大气压强恒为p0,用横截面积为S的可动水平活塞将一定质量的理想气体密封于悬挂在天花板上的汽缸中,活塞的质量为,开始时,环境的热力学温度为T0,活塞与汽缸顶部的高度差为h0,由于环境温度缓慢降低,活塞缓慢向上移动,当环境温度降低至T1时,活塞向上移动了0.2h0,已知密封气体的内能U与热力学温度T的关系为U=kTk为正常数),汽缸导热良好,与活塞间的摩擦不计,重力加速度为g,求

i)变化后环境的温度T1

(ⅱ)全过程中密封气体向外界放出的热量Q

 

(i)0.8T0;(ii) 【解析】 (i)以封闭气体为研究对象,初态体积:V1=h0S,温度为:T0 末态体积:V2=(h0-0.2h0)S=0.8h0S,温度为:T1 气体做等圧変化,根据盖吕萨克定律得: 代入数据解得: T1=0.8T0 (ⅱ)活塞缓慢移动的过程,封闭气体做等压变化,有: W=pS△h, 其中 则 根据热力学第一定律可知,该过程中气体减少的内能为:△U=Q+W 由U=KT可知 △U=K△T △T=T0-0.8T0=0.2T0, 则: △U=-0.2kT0 联立解得:  
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关于物体的内能,下列说法正确的是(  )

A.若把氢气和氧气看作理想气体,则具有相同质量和相同温度的氢气和氧气具有相等的内能

B.相同质量0℃水的分子势能比0℃冰的分子势能小

C.物体吸收热量后,内能不一定增加

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

 

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如图所示,在竖直平面xOy内,在y轴右侧存在着竖直向上且E=2N/C的匀强电场,在第一象限内存在着垂直纸面向外且B1=0.4T的匀强磁场,第四象限内存在着垂直纸面向外且B2=0.8T的匀强磁场。长为L=16m的水平绝缘传送带AB以速度v0=4.8m/s顺时针匀速转动,传送带左右侧轮的半径R=0.2m,右侧轮的圆心坐标是(0h),其中h=7.8m,一个质量为m=2g、电荷量为q=+0.01C的小物块(不计小物块的大小,可视为点电荷)轻轻放在传带左端,小物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8.小物块从传送带滑下后,经过x轴上的P点(图中未画出),重力加速度g10m/s2,不考虑空气阻力及边界对电场、磁场的影响。求:

(1)小物块在传送带上加速运动的时间;

(2)P点的坐标;

(3)若把传送带匀速运行的速率增加到v=16m/s,把一块挡板MN垂直于x轴放置且下端在x轴上,挡板高为H=8m,正中间有一小孔。为了让小物块能穿过挡板上的小孔,求挡板放置的位置与y轴之间的距离。

 

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如图所示,固定于水平面上的足够长的金属框架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度B0=2T,柜架的左端串有阻值为R=5Ω的定值电阻,框架的宽度L=0.5m,质量m=0.05kg,电阻不计的金属棒MN与导轨垂直并良好接触,金属棒与导轨之间的动摩擦因数μ=0.5,金属棒在F=0.5N的水平恒力作用下由静止开始沿框架向右运动,最后达到稳定速度。重力加速度大小为g,导轨的电阻不计。求:

1)金属棒开始运动瞬间的加速度大小;

2)金属棒达到的稳定速度大小;

3)金属棒达到稳定速度后,某时刻的位置GH到框架左端的距离为x=7.5m,并将该时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度逐渐减小,使金属棒中不产生感应电流,则t=2s时磁感应强度B为多大?

 

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质量为m0=80kg的溜冰运动员推着一辆质量为mA=16kg的小车Av0=10m/s的共同速度在光滑的冰面上向右匀速滑行。某时刻,他发现正前方有一辆静止的小车B,小车B的质量为mB=64kg,运动员为了避免自己与小车B相撞,将小车A用力向正前方推出,小车A离开运动员时相对于地面的速度为vA=20m/s,小车A与小车B发生碰撞后沿原路反弹回来。运动员抓住反弹回来的小车A,再次与小车A以共同的速度前进。在此后的过程中,小车A和小车B恰好不会再次相撞。不考虑摩擦和空气阻力。求:

1)将小车A推出后,运动员的速度v1

2)小车A与小车B碰撞后,小车B的速度v2.

 

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举世瞩目的嫦娥四号,其能源供给方式实现了新的科技突破:它采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能,也就是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器。图甲中探测器两侧张开的是光伏发电板,光伏发电板在外太空将光能转化为电能。

某同学利用图乙所示电路探究某光伏电池的路端电压U与电流I的关系,图中定值电阻R0=5Ω,设相同光照强度下光伏电池的电动势不变,电压表、电流表均可视为理想电表。

(1)实验一:用一定强度的光照射该电池,闭合开关S,调节滑动变阻器R0的阻值,通过测量得到该电池的U-I如图丁曲线a,由此可知,该电源内阻是否为常数______(填),某时刻电压表示数如图丙所示,读数为______V,由图像可知,此时电源内阻值为______Ω

(2)实验二:减小实验一光照的强度,重复实验,测得U-I如图丁曲线,在实验一中当滑动变阻器的电阻为某值时路端电压为2.0V,则在实验二中滑动变阻器仍为该值时,滑动变阻器消耗的电功率为______W(计算结果保留两位有效数字)

 

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