如图所示,竖直放置的圆柱形密闭气缸,缸体质量m1=10kg,活动质量m2=2kg,横截面积S=2×10-3m²,活塞与一劲度系数k=1.0×103N/m的弹簧相连,当气缸下部被支柱支起时,弹簧刚好无伸长,此时活塞下部被封闭气柱长度L=20cm。试求:(已知大气压强为,设气缸足够长,且不计一切摩擦)
(1)支柱移去前气体的压强;
(2)若将气缸下的支柱移去,待气缸重新平衡时,缸体下降的高度为多少。
如图所示,两个绝热的、容积相同的球状容器A、B,用带有阀门K的绝热细管连通,相邻两球球心的高度差为h。初始时,阀门是关闭的,A中装有2mol的氦(He),B中装有2mol的氪(Kr),二者的温度和压强都相同。气体分子之间的相互作用势能可忽略。现打开阀门K,两种气体相互混合,已知两种气体的摩尔质量,最终每一种气体在整个容器中均匀分布,两个容器中气体的温度相同。则两种气体混合后的温度________(填“高于”或“等于”或“低于”)混合前的温度,混合后氦分子的平均速率_____(填“大于”或“等于”或“小于”)氪分子的平均速率。
如图所示,光滑的四分之一圆弧与光滑水平轨道在最低平滑连接。现有一质量为m的小球P沿光滑的四分之一圆弧上由静止开始下滑,与一质量为km(k>0,未知)的静止在光滑水平地面上的等大的小球Q发生正碰撞。设碰撞是弹性的,且一切摩擦不计。
(1)为使二者能且只能发生一次碰撞,则k的值应满足什么条件?
(2)为使二者能且只能发生两次碰撞,则k的值应满足什么条件?
如图所示,圆心为O、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向外,磁感应强度大小为B。P是圆外一点,OP=3r,一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子从P点在纸面内沿着与OP成60°方向射出(不计重力),求:
(1)若粒子运动轨迹经过圆心O,求粒子运动速度的大小;
(2)若要求粒子不能进入圆形区域,求粒子运动速度应满足的条件。
某研究性学习小组为了测量某电源的电动势E和电压表V的内阻Rv,从实验室找到实验器材如下:
A.待测电源(电动势E约为2V,内阻不计)
B.待测电压表V(量程为1V,内阻约为100Ω)
C.定值电阻若干(阻值有:50.0Ω,100.0Ω,500.0Ω,1.0kΩ)
D.单刀开关2个
(1)该研究小组设计了如图甲所示的电路原理图,请根据该原理图在图乙的实物图上完成连线______。
(2)为了完成实验,测量中要求电压表的读数不小于其量程的,则图甲R1=_____Ω;R2=_____Ω。
(3)在R1、R2选择正确的情况进行实验操作,当电键S1闭合、S2断开时,电压表读数为0.71V;当S1、S2均闭合时,电压表读数为0.90V;由此可以求出Rv=____Ω;电源的电动势E=_____(保留2位有效数字)。
用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系,木板上固定两个完全相同的遮光条A、B,用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连,木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上,轨道放在水平桌面上,P为小桶(内有砂子),滑轮质量、摩擦不计,
(1)实验中轨道应倾斜一定角度,这样做的目的是___________.
(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度,如图乙所示,则遮光条的宽度d=_____cm.
(3)实验主要步骤如下:
①测量木板(含遮光条)的质量M,测量两遮光条间的距离L,按图甲所示正确连接器材;
②将木板左端与轨道左端对齐,静止释放木板,木板在细线拉动下运动,记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2,则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk=________,合外力对木板做功W=________.(以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示)
③在小桶中增加砂子,重复②的操作,比较W、ΔEk的大小,可得出实验结论.