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如图所示,左边圆柱形容器的横截面积为S,上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为...

如图所示,左边圆柱形容器的横截面积为S,上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为m的活塞;右边圆柱形容器上端封闭高为H,横截面积为。两容器由装有阀门的极细管道相连,容器、活塞和细管都是绝热的。开始时阀门关闭,左边容器中装有理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空。现将阀门打开,活塞缓慢下降,直至系统达到新的平衡,此时气体的热力学温度增加到原来热力学温度的1.3倍。已知外界大气压强为p,求:

(i)系统达到新的平衡时活塞到容器底的距离r

(ii)此过程中容器内的气体内能的增加量U

 

(i)(ii) 【解析】 (i)设阀门打开前气体的热力学温度为T,由盖-吕萨克定律有: 解得: (ii)设容器内的气体压强为p,取活塞为研究对象,有: 外界对气体所做的功为: 由系统绝热有: Q=0 由热力学第一定律有:ΔU=W,解得:  
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考点分析:
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将甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲,乙分子间的作用力与距离间的关系如图所示(r0为平衡距离)。当乙分子从r轴上x=6r0处以大小为v的初速度沿x轴负方向向甲分子运动时,乙分子所受甲分子的引力_______(选填先增大后减小”“先减小后增大一直增大”),乙分 子的分子势能____ ( 选填先增大后减小”“先减小后增大一直减小");若乙分 子的质量为m,只考虑分子力的作用,则该过程中乙分子的最大分子势能为________

 

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如图甲所示,在足够大的水平地面上有AB两物块(均可视为质点)t=0时刻,AB的距离x0=6mA在水平向右的推力F作用下,其速度时间图象如图乙所示。t=0时刻,B的初速度大小v0=12m/s、方向水平向右,经过一段时间后两物块发生弹性正碰。已知B的质量为A的质量的3倍,AB与地面间的动摩擦因数分别为μ1=0.1=0.4,取g=10m/s2

(1)AB碰撞前B在地面上滑动的时间t1以及距离x1

(2)求从t=0时刻起到AB相遇的时间t2

(3)若在AB碰撞前瞬间撤去力F,求AB均静止时它们之间的距离x

 

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如图所示,在边长为L的正三角形OAB区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场(图中未画出)和平行于AB边水平向左的匀强电场(图中未画出)。一带正电粒子以某一初速度从三角形区域内的O点射入三角形区域后恰好沿角平分线OC做匀速直线运动。若撤去该区域内的磁场,该粒子仍以此初速度从O点沿角平分线OC射入三角形区域,则粒子恰好从A点射出;若撤去该区域内的电场,该粒子仍以此初速度从O点沿角平分线OC射入三角形区域,则粒子将在该区域内做匀速圆周运动。粒子重力不计。求:

(1)粒子做匀速圆周运动的半径r

(2)三角形区域内分别只有电场时和只有磁场时,粒子在该区域内运动的时间之比。

 

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某同学利用图甲所示电路测量一量程为3mA的直流电流表的内阻RA(约为110Ω)。提供的实验器材有:

A.直流电源(电动势为1V,内阻不计)

B.电阻箱(0~999.9Ω)

C.滑动变阻器(0~5Ω.额定电流为3A)

D.滑动变阻器(0~50Ω.额定电流为1A)

(1)为了尽可能减小测量误差,滑动变阻器R应选用__________(选填“C”“D”)

(2)根据图甲所示电路,在图乙中用笔画线代替导线,将实物间的连线补充完整___

(3)主要实验步骤如下:

I.将电阻箱R0的阻值调为零,滑动变阻器R的滑片P移到右端;

II.闭合开关S,调节滑动变阻器R的滑片P,使电流表的示数为3mA

I.调节电阻箱R0,使电流表的示数为1mA,读出此时电阻箱的阻值R1

IV.断开开关S,整理好仪器。

(4)已知R1=208.8Ω,则电流表内阻的测量值为_________Ω,由于系统误差,电流表内阻的测量值_____(选填大于”“等于小于”)真实值。

 

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某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律,同时测量弹簧的弹性势能,实验装置如图甲所示,两滑块AB上各固定一相同窄片。部分实验步骤如下:

I.用螺旋测微器测量窄片的宽度d

II.将气垫导轨调成水平;

II.AB用细线绑住,在A.B间放入一个被压缩的轻小弹簧;

IV.烧断细线,记录AB上的窄片分别通过光电门CD的挡光时间t1t2

(1)若测量窄片的宽度d时,螺旋测微器的示数如图乙所示,则d=_____mm

(2)实验中,还应测量的物理量是______

A.滑块A的质量m1以及滑块B的质量m2

B.烧断细线后滑块AB运动到光电门CD的时间tAtB

C.烧断细线后滑块AB运动到光电门CD的路程x1x2

(3)验证动量守恒定律的表达式是_____________ ;烧断细线前弹簧的弹性势能Ep=________(均用题中相关物理量的字母表示)

 

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