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如图所示,在竖直圆柱形绝热汽缸内,可移动的绝热活塞a、b密封了质量相同的A、B两...

如图所示,在竖直圆柱形绝热汽缸内,可移动的绝热活塞ab密封了质量相同的AB两部分同种气体,且处于平衡状态。已知活塞的横截面积之比SaSb=21,密封气体的长度之比hAhB=13,活塞厚度、质量和摩擦均不计。

①求AB两部分气体的热力学温度TATB的比值;

②若对B部分气体缓慢加热,同时在活塞a上逐渐增加细砂使活塞b的位置不变,当B部分气体的温度为时,活塞ab间的距离haha之比为k1,求此时A部分气体的绝对温度TATA的比值。

 

①;② 【解析】 ①A、B两部分气体质量相同且为同种气体,压强也相同,根据盖—吕萨克定律有: 解得: ; ②对B部分气体,根据查理定律有: 对A部分气体,根据理想气体状态方程有: 而: 可得: 。  
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如图所示,abcd表示一定质量的理想气体状态变化中的四个状态,图中adT轴平行,cdp轴平行,ab的延长线过原点,则下列说法中正确的是(  )

A.气体在状态a时的体积大于在状态b时的体积

B.从状态b到状态a的过程,气体吸收的热量一定等于其增加的内能

C.从状态c到状态d的过程,气体分子的平均动能不变,但分子的密集程度增加

D.从状态a到状态d的过程,气体对外做功,内能不变

E.从状态b到状态c的过程,气体从外界吸收的热量一定大于其对外做的功

 

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如图所示,在竖直直角坐标系内,轴下方区域I存在场强大小为E、方向沿y轴正方向的匀强电场,轴上方区域Ⅱ存在方向沿轴正方向的匀强电场。已知图中点D的坐标为(),虚线轴。两固定平行绝缘挡板ABDC间距为3LOC轴上,ABOC板平面垂直纸面,点By轴上。一质量为m、电荷量为q的带电粒子(不计重力)D点由静止开始向上运动,通过轴后不与AB碰撞,恰好到达B点,已知AB=14LOC=13L

1)求区域Ⅱ的场强大小以及粒子从D点运动到B点所用的时间

2)改变该粒子的初位置,粒子从GD上某点M由静止开始向上运动,通过轴后第一次与AB相碰前瞬间动能恰好最大。

①求此最大动能以及M点与轴间的距离

②若粒子与ABOC碰撞前后均无动能损失(碰后水平方向速度不变,竖直方向速度大小不变,方向相反),求粒子通过y轴时的位置与O点的距离y2

 

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如图所示,可视为质点的质量为m=0.2kg的小滑块静止在水平轨道上的A点,在水平向右的恒定拉力F=4N的作用下,从A点开始做匀加速直线运动,当其滑行到AB的中点时撤去拉力,滑块继续运动到B点后进入半径为R=0.3m且内壁光滑的竖直固定圆轨道,在圆轨道上运行一周后从B处的出口(未画出,且入口和出口稍稍错开)出来后向C点滑动,C点的右边是一个“陷阱”,D点是平台边缘上的点,CD两点的高度差为h=0.2m,水平距离为x=0.6m。已知滑块运动到圆轨道的最高点时对轨道的压力大小刚好为滑块重力的3倍,水平轨道BC的长度为l2=2.0m,小滑块与水平轨道ABBC间的动摩擦因数均为=05,重力加速度g=10m/s2

(1)求水平轨道AB的长度l1

(2)试通过计算判断小滑块能否到达“陷阱”右侧的D点;

(3)若在AB段水平拉力F作用的范围可变,要达到小滑块在运动过程中,既不脱离竖直圆轨道,又不落入CD间的“陷阱”的目的,试求水平拉力F作用的距离范围。

 

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如图所示,Ⅰ、Ⅲ区域(足够大)存在着垂直纸面向外的匀强磁场,虚线MNPQ分别为磁场区域边界,在Ⅱ区域内存在着垂直纸面向里的半径为R的圆形匀强磁场区域,磁场边界恰好与边界MNPQ相切,ST为切点,AC为虚线MN上的两点,且AS=CS=R,有一带正电的粒子以速度v沿与边界成30°角的方向从C点垂直磁场进入Ⅰ区域,随后从A点进入Ⅱ区域,一段时间后粒子能回到出发点,并最终做周期性运动,已知Ⅱ区域内磁场的磁感应强度B2为Ⅰ区域内磁场的磁感应强度B16倍,Ⅲ区域与Ⅰ区域磁场的磁感应强度相等,不计粒子的重力。求:

(1)粒子第一次进入Ⅱ区域后在Ⅱ区域中转过的圆心角;

(2)粒子从开始运动到第一次回到出发点所经历的总时间。

 

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温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后,利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。可供选择的实验器材如下:

A.直流电源,电动势E=6V,内阻不计;

B.毫安表A1,量程为600mA,内阻约为0.5

C.毫安表A2,量程为10mA,内阻RA=100

D.定值电阻R0=400

E.滑动变阻器R=5

F.被测热敏电阻Rt,开关、导线若干。

(1)实验要求能够在0~5V范围内,比较准确地对热敏电阻的阻值Rt进行测量,请在图甲的方框中设计实验电路______

(2)某次测量中,闭合开关S,记下毫安表A1的示数I1和毫安表A2的示数I2,则计算热敏电阻阻值的表达式为Rt=______(用题给的物理量符号表示)。

(3)该小组的同学利用图甲电路,按照正确的实验操作步骤,作出的I2I1图象如图乙所示,由图可知,该热敏电阻的阻值随毫安表A2的示数的增大而____(填“增大”“减小”或“不变”)。

(4)该小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。将该热敏电阻接入如图丁所示电路,电路中电源电压恒为9V,内阻不计,理想电流表示数为0.7A,定值电阻R1=30,则由以上信息可求出定值电阻R2的阻值为______,此时该金属热敏电阻的温度为______℃。

 

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