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如图所示,内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7 ℃的环境中,左侧管上端开口,并...

如图所示,内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7 ℃的环境中,左侧管上端开口,并用轻质活塞封闭有长l1=14 cm的理想气体,右侧管上端封闭,管上部有长l2=24 cm的理想气体,左右两管内水银面高度差h=6 cm.若把该装置移至温度恒为27 ℃的房间中(依然竖直放置),大气压强恒为p0=76 cmHg.不计活塞与管壁间的摩擦.分别求活塞再次平衡时左、右两侧管中气体的长度.

 

15 cm 25 cm 【解析】 设管的横截面积为S,活塞再次平衡时左侧管中气体的长度为l′,左侧管做等压变化,则有 其中V1=14S,T=280 K,T′=300 K,V′2=l′1S 解得l′1=15 cm 设平衡时右侧管气体长度增加x,则由理想气体状态方程可知 其中p0=76 cmHg,h=6 cmHg 解得x=1 cm 所以活塞平衡时右侧管中气体的长度为25 cm.
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考点分析:
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下列说法正确的是( 

A.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量,就可以计算出阿伏伽德罗常数

B.悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动越明显

C.在使两个分子间的距离由很远(r>109 m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大;分子势能不断增大

D.温度升高,分子热运动的平均动能一定增大,但并非所有分子的速率都增大

E.一定质量的理想气体经等温压缩后,其压强一定增大

 

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如图所示,P1Q1P2Q2M1N1M2N2为水平放置的两足够长的平行导轨,整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小B=0.4 T的匀强磁场中,P1Q1M1N1间的距离为L1=1.0 m,P2Q2M2N2间的距离为L2=0.5 m,两导轨电阻可忽略不计.质量均为m=0.2 kg的两金属棒abcd放在导轨上,运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,并与导轨形成闭合回路.已知两金属棒位于两导轨间部分的电阻均为R=1.0 Ω;金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2,且与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.取重力加速度大小g=10 m/s2.

(1)t=0时刻,用垂直于金属棒的水平外力F向右拉金属棒cd,使其从静止开始沿导轨以a=5.0 m/s2的加速度做匀加速直线运动,金属棒cd运动多长时间金属棒ab开始运动?

(2)若用一个适当的水平外力F0(未知)向右拉金属棒cd,使其速度达到v2=20 m/s后沿导轨匀速运动,此时金属棒ab也恰好以恒定速度沿导轨运动,求金属棒ab沿导轨运动的速度大小和金属棒cd匀速运动时水平外力F0的功率;

(3)当金属棒ab运动到导轨Q1N1位置时刚好碰到障碍物而停止运动,并将作用在金属棒cd上的水平外力改为F1=0.4 N,此时金属棒cd的速度变为v0=30 m/s,经过一段时间金属棒cd停止运动,求金属棒ab停止运动后金属棒cd运动的距离.

 

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如图所示,水平地面上静止放置一辆小车A,质量,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计.可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量.现对A施加一个水平向右的恒力F=10N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板B发生碰撞,碰撞时间极短,碰后AB粘合在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6s,二者的速度达到.求

(1)A开始运动时加速度a的大小;

(2)AB碰撞后瞬间的共同速度v的大小;

(3)A的上表面长度l

 

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某课外实验小组欲利用如图所示的实验装置,将一灵敏电流表改装为温度计.提供的实验器材有:灵敏电流表(量程为1.0 mA,内阻为300 Ω),学生电源(输出电压为U=2.0 V,内阻不计),滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值为3 000 Ω),单刀双掷开关,用防水绝缘材料包裹的热敏电阻RT,导线若干.已知热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为RT=2.5t-15(Ω),实验步骤如下:

a.按照电路图连接好实验器材;

b.为不烧坏灵敏电流表,将滑动变阻器的滑片P调整到a端;然后将单刀双掷开关掷于c端,调节滑动变阻器,使灵敏电流表指针指在________(选填中央刻线满刻线”)位置,并在以后的操作中使滑片P________(选填位置不变”、“置于a置于b”);

c.在容器中倒入适量热水,将单刀双掷开关掷于d端,随着热水温度的下降,记录若干个灵敏电流表的示数;

d.根据热敏电阻随温度变化的特性,计算出各个电流对应的温度,重新制作灵敏电流表的刻度盘,改装成温度计.

(1)为使改装的温度计的量程足够大,将实验步骤b补充完整.

(2)根据实验过程,电路中的滑动变阻器应选________(R1R2”).

(3)灵敏电流表的电流I与热水温度t之间的函数关系式为I________(A),该温度计能够测量的最低温度为________℃.

(4)重新制作后的灵敏电流表的刻度盘的特点是低温刻度在刻度盘的________(”)侧,刻度盘上的刻度________(均匀不均匀”).

 

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某同学做“探究合外力做功与动能改变的关系”实验,装置如图甲所示,将光电门固定在水平轨道上的B点,用重物通过细线拉小车,保持小车(含遮光条)质量M不变,改变所挂重物质量多次进行实验,使小车每次都从同一位置A由静止开始运动,AB间距离为L.(重力加速度大小g取10 m/s2)

 

(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示,则d________ cm;

(2)实验中认为小车所受拉力与重物重力大小相等,测出多组重物质量m和相应小车经过光电门时的速度v,作出v2m图象如图丙所示,由图象可知小车受到的摩擦力大小为________N;

(3)在满足条件________的情况下,v2m图象是线性变化的,说明合外力做的功等于动能的改变,此时图象的斜率k的表达式为k________(用题给物理量的字母表示).

 

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