如图所示,质量为m=10 kg的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸中,开始时活塞距气缸底高度h1=40 cm.此时气体的温度T1=300 K.现缓慢给气体加热,气体吸收的热量Q=420 J,活塞上升到距气缸底h2=60 cm.已知活塞面积S=50 cm2,大气压强P0=1.0×105 Pa,不计活塞与气缸之间的摩擦,g取10 m/s2.求:
(1)当活塞上升到距气缸底h2时,气体的温度T2.
(2)给气体加热的过程中,气体增加的内能ΔU.
下列说法正确的是_______。
A.在自发过程中,分子一定从高温区域扩散到低温区域
B.气体的内能包括气体分子的重力势能
C.气体的温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力增大,但气体压强不一定增大
D.夏天和冬天相比,夏天的气温较高,水的饱和汽压较大,在相对湿度相同的情况下,夏天的绝对湿度较大
E.理想气体等压压缩过程一定放热
如图所示,平行金属导轨与水平面间夹角均为37°,导轨间距为1 m,电阻不计,导轨足够长.两根金属棒ab和以a′b′的质量都是0.2 kg,电阻都是1 Ω,与导轨垂直放置且接触良好,金属棒和导轨之间的动摩擦因数为0.25,两个导轨平面处均存在着垂直轨道平面向上的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度B的大小相同.让a′b′固定不动,将金属棒ab由静止释放,当ab下滑速度达到稳定时,整个回路消耗的电功率为8 W.求:
(1)ab下滑的最大加速度;
(2)ab下落了30 m高度时,其下滑速度已经达到稳定,则此过程中回路电流的发热量Q为多大?
(3)如果将ab与a′b′同时由静止释放,当ab下落了30 m高度时,其下滑速度也已经达到稳定,则此过程中回路电流的发热量Q′为多大?(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
如图所示,一质量、电荷量的带负电小球P自动摩擦因数=0.5、倾角的粗糙斜面顶端由静止开始滑下,斜面高,斜面底端通过一段光滑小圆弧与一光滑水平面相连。整个装置处在水平向右的匀强电场中,场强E=200N/C,忽略小球在连接处的能量损失,当小球运动到水平面时,立即撤去电场,水平面上放一静止的不带电的质量也为的四分之一圆槽Q,圆槽光滑且可沿水平面自由滑动,圆槽的半径。(,,g=10m/s2)。求:
(1)小球P运动到水平面时的速度大小;
(2)通过计算判断小球P能否冲出圆槽。
某同学欲将量程为300的微安表头G改装成量程为0.3A的电流表。可供选择的实验器材有:
A.微安表头G(量程300,内阻约为几百欧姆)
B.滑动变阻器(0 ~10)
C.滑动变阻器(0~50)
D.电阻箱(0~9999.9)
E.电源(电动势约为1.5V)
F.电源(电动势约为9V)
G.开关、导线若干
该同学先采用如图甲的电路测量G的内阻,实验步骤如下:
①按图甲连接好电路,将滑动变阻器的滑片调至图中最右端的位置;
②断开,闭合,调节滑动变阻器的滑片位置,使G满偏;
③闭合S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使G的示数为200,记下此时电阻箱的阻值。
回答下列问题:
(1)实验中电源应选用_____(填“”或“”),滑动变阻器应选用____(填“”或“”)。
(2)若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为R,则G的内阻Rg与R的关系式为Rg=______。
(3)实验测得G的内阻Rg=500Ω,为将G改装成量程为0.3 A的电流表,应选用阻值为_____Ω的电阻与G并联。(保留一位小数)
(4)接着该同学利用改装后的电流表A,按图乙电路测量未知电阻Rx的阻值。某次测量时电压表V的示数为1.20V,表头G的指针指在原电流刻度的250处,则Rx=_______Ω。(保留一位小数)
如图甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验。有一直径为d、质量为m的小金属球从A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得A、B间的距离为H(H≫d),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g。则:
(1)如图乙所示,用螺旋测微器测得小球的直径d=________mm;
(2)多次改变高度H,重复上述实验,作出随H的变化图像如图丙所示,当图中已知量t0、H0和重力加速度g及金属球的直径d满足表达式________________时,可判断小球下落过程中机械能守恒;
(3)实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp,增加下落高度后,则ΔEp-ΔEk将_____(填“增加”“减小”或“不变”)。