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如图所示,封闭有一定质量理想气体的长气缸固定在水平桌面上,开口向右,活塞的横截面...

如图所示,封闭有一定质量理想气体的长气缸固定在水平桌面上,开口向右,活塞的横截面积为S。活塞与质量为m的物块用跨过定滑轮上的轻绳连接,滑轮两侧的轻绳分别处于水平和竖直状态,劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定,上端与物块连接。开始时,活塞与气缸底部的间距为L,绝对温度为T1,弹簧处于拉伸状态且弹力大小F1 = mg。已知大气压p0 =n > 2,g为重力加速度大小)。不计一切摩擦,弹簧始终处于弹性限度内。求:

(i)若对被封闭气体缓慢加热直至弹簧弹力大小为零,求此时被封闭气体的绝对温度T2

(ii)当被封闭气体的绝对温度为T2时,立即撤去弹簧且不再对被封闭气体加热,经过一段较长时间后,被封闭气体的绝对温度又降回到T1,求此时活塞与气缸底部的间距L′。

 

(i)(ii) 【解析】(i)开始时,弹簧的伸长长度 对活塞受力平衡,有:p1S = p0S – F1 – mg 其中F1 = mg 被封闭气体的绝对温度为T2时,对活塞受力平衡,有p2S = p0S– mg 根据理想气体的状态方程有: 解得 (ii)被封闭气体作等压变化,根据盖-吕萨克定律有: 解得  
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质量一定的某种物质,在压强不变的条件下,由固态Ⅰ到气态Ⅲ变化过程中温度T随加热时间t变化关系如图所示,单位时间所吸收的热量可看做不变,气态Ⅲ可看成理想气体。下列说法正确的是________

A. 该物质是晶体

B. 该物质分子平均动能随着时间的增加而增大

C. 在t1~t2时间内,该物质分子势能随着时间的增加而增大

D. 在t2~t3时间内,该物质的内能随着时间的增加而增大

E. 在t2~t3时间内,气体膨胀对外做功,分子势能增大

 

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一传送带装置示意图如图,其中传送带经过AB区域时是水平的,经过BC区域时变为圆弧形(圆弧由光滑模板形成,未画出),经过CD区域时是倾斜的,AB和CD都与BC相切。现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上,放置时初速为零,经传送带运送到D处,D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变,当前一个货箱相对于传送带静止时马上放第二个,每个小货箱相对传送带运动的时间均为t0,CD段上各箱等距排列,相邻两箱的距离为L。每个箱子在A处投放后,在到达B之前已经相对于传送带静止,且以后也不再滑动(忽略经BC段时的微小滑动)。已知在一段相当长的时间内,共运送小货箱的数目为N。这装置由电动机带动,传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦。求:

(1)传送带稳定工作时的速度υ0

(2)此过程中电动机提供的电功W。

 

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如图所示,两条足够长的固定光滑平行金属导轨的倾角θ = 30°,间距L = 0.2m,电阻不计;矩形区域MNPQ内存在着方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B = 1T的匀强磁场,PM边的长度x1 = 0.7m;将两根用长x2 = 0.2m的绝缘轻杆垂直固定的金属棒ab、ef放在导轨上,两棒质量均为m = 0.02kg,长度均为L,电阻均为R = 0.2Ω。棒从MN上方某处由静止释放后沿导轨下滑,棒ab刚进入MN处时恰好做匀速运动。两棒始终与导轨垂直且接触良好,取g = 10 m/s2。求:

(1)棒ab刚进入MN处时的速度大小υ1

(2)棒ab在磁场中的运动时间t。

 

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为测定电源的电动势和定值电阻Rx的阻值,实验室提供了如下器材:

A.电源(电动势约为9 V,内阻不计)

B.电压表(视为理想电压表,量程0~3 V)

C.电阻箱R(0~999.9 Ω)

D.定值电阻R0=10Ω

E.被测电阻Rx

F.开关、导线若干

(1)用欧姆表(×1 Ω)测定定值电阻Rx,欧姆表的指针如图所示,则Rx________Ω;

(2)为达到测定的目的,某同学设计了如图所示两种电路,并选择图______(填“甲”或“乙”),应用所测得的数据,绘出-R图象是一条直线,测得直线的斜率k=,纵坐标的截距为b=(如图示)。则电源的电动势E=________,电阻Rx________

 

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为探究力对同一个原来静止的物体所做的功与物体获得的速度的关系,可通过如图所示的实验装置进行:在木板上钉两个铁钉,将并接在一起的相同的橡皮筋的两端固定在铁钉的顶端,橡皮筋的中央都挂在小车前端上方的小挂钩上,通过拉动小车使橡皮筋伸长,由静止释放小车,橡皮筋对小车做功,再利用打点计时器和小车后端拖动的纸带记录小车的运动情况。现有主要的探究步骤如下:

a.保持小车由静止释放的位置相同,通过改变并接在一起的相同橡皮筋的条数,使橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……;

b.由打点计时器打出的若干条纸带分别求出小车各次运动的最大速度v1、v2、v3……;

c.做出W-v图象;

d.分析W-v图象。如果W-v图象是一条直线,表明W∝v;如果不是直线,可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝ 等关系。

(1)在实验中,除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外,还需要哪种测量工具?答:_________

(2)对于该实验,下列操作中属于实验要求的是__________________

A.小车每次都应从静止开始释放

B.实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力

C.应在纸带上选取点迹间隔均匀的部分计算小车的最大速度v

D.必须测量出小车的质量

(3)如图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为(OA= 5.75 cm,OB = 7.22 cm,OC = 8.78 cm,OD = 10.40 cm,OE = 12.02cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s,打C点时小车的速度最大,则小车获得的最大速度νm=__________ m/s.(要求保留2位有效数字)
 

 

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