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热等静压设备广泛用于材料加工中.该设备工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入到...

热等静压设备广泛用于材料加工中.该设备工作时,先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中,然后炉腔升温,利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理,改部其性能.一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3,炉腔抽真空后,在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中.已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3,使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa,使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa;室温温度为27 ℃.氩气可视为理想气体.

1)求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强;

2)将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃,求此时炉腔中气体的压强.

 

(1) (2) 【解析】 (1)设初始时每瓶气体的体积为,压强为;使用后气瓶中剩余气体的压强为,假设体积为,压强为的气体压强变为时,其体积膨胀为,由玻意耳定律得: 被压入进炉腔的气体在室温和条件下的体积为: 设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为,体积为,由玻意耳定律得: 联立方程并代入数据得: (2)设加热前炉腔的温度为,加热后炉腔的温度为,气体压强为,由查理定律得: 联立方程并代入数据得:  
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某容器中的空气被光滑活塞封住,容器和活塞绝热性能良好,空气可视为理想气体.初始时容器中空气的温度与外界相同,压强大于外界.现使活塞缓慢移动,直至容器中的空气压强与外界相同.此时,容器中空气的温度__________(填高于”“低于等于)外界温度,容器中空气的密度__________(填大于”“小于等于)外界空气的密度.

 

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小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示,两根平行金属导轨相距l=0.50 m,倾角θ=53°,导轨上端串接一个R=0.05 Ω的电阻.在导轨间长d=0.56 m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0 T.质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连.CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24 m.一位健身者用恒力F=80 N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动,上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直.当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8,不计其它电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量).求:

(1)CD棒进入磁场时速度v的大小;

(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小;

(3)在拉升CD棒的过程中,健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q.

 

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如图所示,质量相等的物块AB叠放在水平地面上,左边缘对齐。ABB与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击AA立即获得水平向右的初速度,在B上滑动距离L后停下。接着敲击BB立即获得水平向右的初速度,AB都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:

(1)A被敲击后获得的初速度大小vA

(2)在左边缘再次对齐的前、后,B运动加速度的大小aBaB'

 

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某同学欲将内阻为98.5Ω、量程为100uA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50uA刻度.可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值1500Ω),滑动变阻器R2(最大阻值500Ω),电阻箱(0~99999.9Ω),干电池(E=1.5Vr=1.5Ω),红、黑表笔和导线若干.

1)欧姆表设计

将图(a)中的实物连线组成欧姆表.__________欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为____Ω:滑动变阻器选____(填R1R2).

2)刻度欧姆表表盘

通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示.表盘上ab处的电流刻度分别为2575,则ab处的电阻刻度分别为________

3)校准

红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向___处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量.若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为_______Ω

 

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某兴趣小组用如图所示的装置验证动能定理.

1)有两种工作频率均为50 Hz的打点计时器供实验选用:

A.电磁打点计时器          B.电火花打点计时器

为使纸带在运动时受到的阻力较小,应选择_______(选填“A”“B”).

2)保持长木板水平,将纸带固定在小车后端,纸带穿过打点计时器的限位孔.实验中,为消除摩擦力的影响,在砝码盘中慢慢加入沙子,直到小车开始运动.同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除.同学乙认为还应从盘中取出适量沙子,直至轻推小车观察到小车做匀速运动.看法正确的同学是_____(选填).

3)测出小车的质量为M,再测出纸带上起点到A点的距离为L.小车动能的变化量可用 ΔEk= 算出.砝码盘中砝码的质量为m,重力加速度为g;实验中,小车的质量应_________(选填远大于”“远小于接近)砝码、砝码盘和沙子的总质量,小车所受合力做的功可用W=mgL算出.多次测量,若WΔEk均基本相等则验证了动能定理.

 

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