如图所示,一上端开口、内壁光滑的圆柱形绝热气缸竖直放置在水平地面上,一厚度、质量均不计的绝热活塞将一定量的理想气体封闭在气缸内。气缸顶部有厚度不计的小卡环可以挡住活塞。初始时,底部阀门关闭,缸内气体体积为气缸容积的,温度为280K。已知外界大气压强恒为p0。现通过电热丝加热,使缸内气体温度缓慢上升到400K。
(i)求此时缸内气体的压强;
(ii)打开阀门,保持缸内气体温度为400K不变,求活塞缓慢回到初始位置时,缸内剩余气体质量与打开阀门前气体总质量之比。
关于内能,下列说法正确的是( )
A.物体的内能大小与它整体的机械运动无关
B.达到热平衡状态的两个系统内能一定相等
C.质量和温度相同的氢气和氧气内能一定相等
D.100°C水的内能可能大于100°C水蒸气的内能
E.一定量的理想气体压强不变、体积减小,其内能一定减小
如图所示,水平轻弹簧左端固定在竖直墙上,弹簧原长时右端恰好位于O点,O点左侧水平面光滑、右侧粗糙且长为s=1.3m。水平面右端与一高H=1.8m、倾角为30°的光滑斜面平滑连接。压缩后的轻弹簧将质量m=0.2kg、可视为质点的物块A向右弹出,当A以v0=7m/s的速度经过O点时,另一与A完全相同的物块B从斜面顶端由静止滑下。B下滑t=0.8s时A、B两物块发生碰撞并立即粘在一起,随后它们运动到斜面底端时的动能为J。重力加速度取g=10m/s2。求:
(1)A、B碰撞时距水平面的高度;
(2)A向右运动到斜面底端时速度的大小;
(3)A、B停止运动时距O点的距离。
如图所示,间距为d、足够长的两平行金属导轨固定放置在同一水平面上,导轨左端接一阻值为R的电阻,垂直导轨平面有磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场区域左、右边界与导轨垂直且间距也为d。一导体棒在外力作用下以某一速度向右进入磁场并做匀速运动。当导体棒离开磁场时,磁感应强度开始随时间均匀减小,其大小由B减小到零所用时间为t。整个过程回路中电动势大小保持不变,导体棒与导轨始终垂直并接触良好,回路中除R外其余电阻不计,求:
(1)导体棒在磁场中做匀速运动的速度大小;
(2)从导体棒进入磁场到磁感应强度减小到零的过程中电阻R产生的焦耳热。
某同学使用伏安法测量一电阻的阻值。
(1)该同学设计了如图甲所示的电路图,实验中读出电流表和电压表的读数分别为I0和U0,根据公式得出了被测电阻的阻值。由于电压表不能看作理想电表,该同学测出的阻值_________(填“大于”或“小于”)被测电阻的真实值;
(2)为使测量结果更准确,该同学又设计了如图乙所示的电路图。
①按照电路图乙,将图丙中实物连线补充完整__________;
②该同学连接好电路,保持开关S2断开、闭合开关S1,调节滑动变阻器的滑片到适当位置,读出电流表A1、A2和电压表V的示数分别为I1、I2和U,则电压表V的内阻__________;
③闭合开关S2,读出电流表A1和电压表V的示数分别为I1′和U′,则被测电阻的阻值__________(用I1、I2、U、I1′和U′表示)。
某同学设计了利用光电计时器验证机械能守恒定律的实验。其实验步骤如下:
①将量程为L的米尺竖直固定;
②在米尺旁固定一光电门,记录光电门所在位置的刻度L0;
③接通电源,将小钢球从光电门正上方且球心所对刻度为L处静止释放;
④从计时器上读出小钢球通过光电门的时间t。
(1)该同学要较精确地验证机械能守恒定律,还应需要的器材是__________;
A.天平
B.秒表
C.游标卡尺
(2)小钢球从释放至球心到达光电门时下落的高度为__________;该同学使用(1)中选用的器材正确测出所需的物理量为x,当地重力加速度为g,若以上物理量在误差范围内满足关系式________________,则可认为小钢球在下落过程中机械能守恒。