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如图所示,水平放置的汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞的质量m=10kg,横截面...

如图所示,水平放置的汽缸内封闭一定质量的理想气体,活塞的质量m=10kg,横截面积S=100cm2,活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气,活塞到汽缸底部的距离L1=11cm,到汽缸口的距离L2=4cm。现将汽缸缓慢地转到开口向上的竖直位置,待稳定后对缸内气体逐渐加热,使活塞上表面刚好与汽缸口相平。已知g=10m/s2,外界气温为27°C,大气压强为1.0×105Pa,活塞厚度不计,求:

(i)活塞上表面刚好与汽缸口相平时气体的温度是多少?

(ii)在对缸内气体加热的过程中,气体膨胀对外做功,同时吸收Q=350J的热量,则气体增加的内能∆U多大?

 

(i)450K;(ii) 295J 【解析】 (i)当汽缸水平放置时,p0=1.0×105Pa,V0=L1S,T0=(273+27)K=300K。当汽缸口朝上,活塞到达汽缸口时,活塞的受力分析如图所示 根据平衡条件有 p1S=p0S+mg V1=(L1+L2)S 由理想气体状态方程得 解得T1=450K (ii)当汽缸口向上,未加热稳定时:由玻意耳定律得 p0L1S=p1LS 加热后,气体做等压变化,外界对气体做功为 W=-p0(L1+L2-L)S-mg(L1+L2-L) 根据热力学第一定律 解得  
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考点分析:
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下列说法正确的是_____________

A.在完全失重的环境中,空中的水滴是个标准的球体

B.气体的内能是分子热运动的平均动能与分子势能之和

C.晶体有固定的熔点且物理性质具有各向异性

D.气体的温度变化时,气体分子的平均动能一定也变化

E.金属是多晶体,在各个方向具有相同的物理性质

 

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在直角坐标系xoy中,x轴上方空间分布着竖直向上的匀强电场,场强大小为。在第一象限(包括xy轴的正方向)存在垂直坐标平面的周期性变化的磁场,磁感应强度的大小,变化规律如图所示,规定垂直坐标平面向外为磁场正方向。一带量为+q、质量为m的小球P被锁定在坐标原点,带电小球可视为质点。t=0时刻解除对P球的锁定,1s末带电小球P运动到y轴上的A点。此后匀强电场方向不变,大小变为原来的一半。已知重力加速度为10m/s2,求:

(1)小球P运动到A点时的速度大小和位移大小;

(2)定性画出小球P运动的轨迹(至少在磁场中两个周期)并求出小球进入磁场后的运动周期;

(3)若周期性变化的磁场仅存在于某矩形区域内,区域左边界与y轴重合,下边界与过A点平行于x轴的直线重合。为保证带电小球离开磁场时的速度方向沿y轴正方向,则矩形磁场区域的水平及竖直边长应同时满足什么条件?

 

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如图所示,某小型滑雪场的雪道倾角为,已知AB=BC=L,其中BC部分粗糙,其余部分光滑。现把滑雪车PQ固定在雪道上,两车质量均为m且可看作质点,滑雪车P恰在A点。滑雪车P上固定一长为L的轻杆,轻杆与雪道平行,左端与滑雪车Q接触但不粘连。现同时由静止释放两滑雪车,已知滑雪车与BC段的动摩擦因数为,重力加速度为g。求:

(1)滑雪车P刚进入BC段时,轻杆所受的压力多大?

(2)滑雪车Q刚离开BC段时,滑雪车PQ之间的距离为多少?

 

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某实验小组欲测量一电压表V的内阻(约为30kΩ),已知电压表量程约25V~35V,表盘共有30个均匀小格。

(1)首先该小组用电阻刻度中间值为30的多用表粗测该表的内阻。

请你用实线连接两表笔和电压表接线柱________

在实验过程中,欧姆档的选择开关拨至倍率______选填:(×1档、×10档、×100档或×1K)

(2)若在实验过程中测得该电压表内阻为RV=30kΩ,为了精确校对电压表的量程,要求测量多组数据,现有下列器材

可供选用:标准电压表V1(量程3V,内阻RV1=3kΩ);电流表A(量程0~3A,内阻未知);稳压电源E(30V,内阻不能忽略);电键、导线若干。

已给出部分实验电路,请你用实线替代导线完成实验电路:_____________

实验电路连接正确,请用各测量值和已知量表示电压表的量程的表达式U=___;式中各测量值的含义是:__________________________________

 

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某同学利用如图所示实验装置探究橡皮筋做功与速度变化的关系。他进行了如下操作:将长木板放在水平桌面上,调节一端高度,平衡小车及纸带的摩擦力并固定长木板;把橡皮筋一端固定在墙上,另一端系在小车上,将橡皮筋拉长d。由静纸带打点计时小车橡皮筋止释放小车,带动穿过打点计时器的纸带沿长木板运动,得到一条纸带。增加橡皮筋的条数,重复上述操作,长木板得到多条纸带。打点计时器电源的频率为50Hz

(1)本实验中,该同学应怎样判断长木板及纸带的摩擦力已经被平衡:_______________________

(2)实验时得到一条纸带,如图所示。此次操作中应选择的速度大小为___m/s(结果保留三位有效数字)

(3)该同学由多次实验数据做出Wv2图象如图所示,则橡皮筋弹力做功与速度平方变化的关系为_____________________________________

 

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