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如图所示,质量为2m的气缸(厚度不计)倒扣在地面上,质量为m的活塞在缸内封闭了一...

如图所示,质量为2m的气缸(厚度不计)倒扣在地面上,质量为m的活塞在缸内封闭了一段气体,气缸下部有一小孔与外界相通。已知活塞的横截面积为S,下部中心用轻弹簧与地面相连,活塞静止时弹簧的压缩量为h,活塞到缸顶的距离为h,大气压强为p0,缸内被封闭气体的温度为T0,弹簧的劲度系数为,活塞与气缸内壁无摩擦且气密性良好。

(1)求缸内封闭气体的压强大小及气缸对地面的压力大小;

(2)若给缸内气体加热,使气缸对地面的压力刚好为零,求此时缸内气体的温度。

 

(1) ;F=mg;(2) 【解析】 (1)设缸内气体的压强为p1,根据力的平衡有 解得 设气缸对地面的压力大小为F,根据力的平衡有 F+kx=(2m+m)g 解得 F=mg (2)当气缸对地面的压力为零时,设缸内气体的压强为p2,根据力的平衡有 p2S=2mg+p0S 解得 设此时弹簧的压缩量为x1,根据力的平衡有 kx1=3mg 此时活塞离缸底的距离为 根据理想气体状态方程有 解得  
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考点分析:
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下列说法中正确的是(  )

A.0oC冰的分子平均动能小于0oC水的分子平均动能

B.气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关

C.在完全失重的情况下,密封容器内的气体对器壁的作用力为零

D.可以实现从单一热库吸收热量,使之完全用来对外做功

E.空气的相对湿度越大,空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压

 

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如图所示,半径为R圆弧形光滑轨道AB固定在竖直面内,轨道最低点B与水平面平滑连接,A点与圆心O在同一水平面上;一个连接有轻弹簧的物块Q锁定在水平面上的C点,弹簧自然伸长,左端与地面上的D点对齐,BD长为R。让物块PA点正上方高R处由静止释放,物块PA点无碰撞地滑入圆弧轨道,之后与轻弹簧碰撞反弹,第二次到达圆弧轨道的B点时,对轨道的压力是物块P重力的3倍。已知PQ两物块的质量分别为m2m,重力加速度为g,水平面上的D点左侧粗糙,右侧光滑。求:

(1)物块P与水平地面间的动摩擦因数及弹簧被压缩时具有的最大弹性势能;

(2)如果解除物块Q的锁定,物块P下滑后与弹簧相碰并粘连在一起,则此后P的速度为零时弹簧的弹性势能和Q的速度为零时弹簧的弹性势能分别为多大;

(3)如果解除物块Q的锁定,试分析物块P下滑后被弹簧弹回,能否第二次到达B点,如果不能,物块P会停在离B点多远的位置;如果能,物块PB点时对圆弧轨道的压力为多大。

 

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如图所示,光滑的平行金属导轨MNPQ倾斜固定放置,导轨间距为1m,导轨所在平面的倾角为θ30°,导轨上端并联接入阻值均为的定值电阻R1R2,整个装置处在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B02T。闭合开关S,将质量为m1kg的金属棒ab垂直放在导轨上由静止释放。已知金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,且导轨足够长,重力加速度g10m/s2,不计导轨和金属棒的电阻,求:

(1)当金属棒加速度为3m/s2时,回路中的电功率为多大;

(2)某时刻,金属棒运动的速度达到最大,此时金属棒离电阻R2的距离为x01m,这时断开开关S,为使回路中的感应电流为零,从此时开始,匀强磁场的磁感应强度B随时间t如何变化,写出相关的表达式。

 

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如图所示为某同学用来测量未知电阻Rx连接好的实物图,其中R0为阻值已知的定值电阻,S2为单刀双掷开关,电压表为理想电压表。

(1)请根据实物图在虚线框中画出电路图_________

(2)调节滑动变阻器滑片至适当的位置,闭合开关S1;将开关S2掷于1,记录此时电压表的示数U1;再将开关S2掷于2,记录此时电压表的示数U2,则待测电阻阻值的表达式Rx__________(用R0U1U2表示);

(3)闭合开关S1,多次调节滑动变阻器滑片的位置,重复步骤(2),测得多组U1U2的数据,作出U1U2图象,测得图象的斜率为k,由此求得被测电阻的大小Rx_______

 

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如图所示,某同学设计了一种测量物块与斜面间动摩擦因数的实验装置,将斜面固定在桌子边缘,在斜面上装有两个光电门12,绕过斜面顶端光滑定滑轮的细线一端连在装有遮光片的物块上,另一端吊着装有砂的砂桶,物块静止在斜面上。

(1)通过调节定滑轮高度,使连接物块的细线与斜面平行;给物块一个初速度使物块沿斜面向上滑动,观察物块通过光电门12时光电计时器记录的遮光片遮光的时间,如果通过光电门1的遮光时间t1小于通过光电门2的遮光时间t2,则需要__________(填增加减少)砂桶内砂的质量,直到物块上滑时,通过两个光电门的遮光时间相等;

(2)已知斜面的高为h、长为L,测出物块和遮光片的总质量为M,要测量物块和斜面间的动摩擦因数,还需要测量______________________________(写出需要测量的物理量名称和符号),则物块与斜面间的动摩擦因数为μ____________________(用已知的和测量的物理量表示)。

 

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