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如图甲所示,一圆柱形绝热气缸开口向上竖直放置,通过绝热活塞将一定质量的理想气体密...

如图甲所示,一圆柱形绝热气缸开口向上竖直放置,通过绝热活塞将一定质量的理想气体密封在气缸内,活塞质量m=1kg、横截面积S=5×10-4m2,原来活塞处于A位置。现通过电热丝缓慢加热气体,直到活塞缓慢到达新的位置B,在此过程中,缸内气体的V-T图象如图乙所示。已知大气压强P0=1.0×105Pa,忽略活塞与气缸壁之间的摩擦,重力加速度g=10m/s2

(i)求缸内气体的压强和活塞到达位置B时缸内气体的体积;

(ii)若缸内气体原来的内能U0=72J,且气体内能与热力学温度成正比。求缸内气体变化过程从电热丝吸收的总热量。

 

(1)6×10-4m3(2)60J 【解析】(1)活塞从A位置缓慢到B位置,活塞受力平衡,气体为等压变化,以活塞为研究对象:pS=p0S+mg 解得: 以气体为研究对象: , 解得: (2)由气体的内能与热力学温度成正比:,解得:UB=108J 外界对气体做功: 由热力学第一定律: 得气体变化过程吸收的总热量为Q=60J  
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考点分析:
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下列说法正确的是________

A、某气体的摩尔质量为M,分子质量为m,若1摩尔该气体的体积为V,则该气体单位体积内的分子数为

B、气体如果失去了容器的约束会散开,这是因为气体分子热运动的结果

C、只要技术手段足够先进,绝对零度是可以达到的

D、利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机,将海水的一部分内能转化为机械能是可能的

E、物体温度升高,物体中分子热运动加剧,所有分子的动能都会增加

 

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如图所示,一斜面体固定在水平地面上,倾角为θ=300、高度为h=1.5m。一薄木板B置于斜面顶端,恰好能保持静止,木板下端连接有一根自然长度为l0=0.2m的轻弹簧,木质总质量为m=1kg,总长度为L=2.0m。一质量为M=3kg的小物块A从斜面体左侧某位置水平抛出,该位置离地高度H=1.7m,物块A经过一段时间后从斜面顶端沿平行于斜面方向落到木板上并开始向下滑行,已知A、B之间的动摩擦因数为。木板下滑到斜面底端碰到挡板时立刻停下,物块A最后恰好能脱离弹簧,且弹簧被压缩时一直处于弹性限度内,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。求:

 

(1)物块A落到木板上的速度大小v;

(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。

 

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如图(a)所示,两条平行导轨固定在同一水平面内,相距为L,在导轨之间右侧的长方形区域内(如图阴影部分)存在方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B。导轨右端固定连接一根光滑的圆柱形金属MN,另一根金属棒PQ则垂直放置在导轨上,用一根轻绳连接棒PQ的中点后跨过棒MN的中点悬挂一物体,两金属棒之间的绳子保持水平,静止释放物体后棒PQ沿粗糙导轨运动的v-t图象如图(b)所示。已知棒PQ和所挂物体的质量均为m。导轨电阻可忽略不计。求:

(1)金属棒PQ进入磁场后所受的安培力的大小;

(2)两金属棒在回路中的总电阻R。

 

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如图所示,虚线框内是某个灯光显示组件,内部三个小灯光完全相同,由于发生了故障,被整体拆下后组成图示的实验电路进行检测和数据测定。已知小灯泡的标称值为“2.6V,0.2A”,电池电动势约4V(内阻可忽略),电压表量程04V(内阻约4kΩ),电流表量程0200mA(内阻约2Ω)。

(1)滑动变阻器有两种型号可供选择:R1(0100Ω,2A),R2(010Ω,3A),则应选择_______(填“ R1”或“ R2”);

(2)闭合电键S1,调整滑动触头位置在中间位置附近,结果小灯泡都不亮,电流表没有示数,将电键S2先接a后接b,电压表显示的示数都为2.2V。假设故障是由一个灯泡损坏引起的,那损坏的灯泡一定是_______灯,且该灯已经_______(填“断路”或“短路”)了;

(3)用同一型号的灯泡更换损坏的灯泡后,故障排除,闭合电键S1,调整滑动触头位置,读出电流表的示数I,再将电键S2先接a后接b,先后读出电压表两次的示数U1和U2。然后调整滑动触头处于不同的位置进行重复操作。实验的大部分数据如下表:

(4)利用实验得到的数据描绘一个小灯泡的U-I图线,实验数据描点后如图所示。其中I=100mA处的数据没有测定,但可以根据电路的特点从其它实验数据导出,请导出该数据后将其补充描绘在图中,并描出小灯泡的完整的U-I图线;

(5)分析U-I图线可知,随着电压增大,小灯泡电阻的变化情况是____________________;

(6)由实验测量数据可知,要使该灯光显示组件的功率达到允许的最大值,可以使用一个电动势E=4.00V,内阻r=__________Ω的电池直接连接该组件。(结果保留2位有效数字)

 

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某同学用图(a)所示的实验装置测定重力加速度,其中打点计时器的电源为交流电源,频率为50Hz。打出纸带的一部分如图(b)所示,相邻计数点之间的时间间隔都为t。

(1)本实验除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的器材是___________(填器材前面的代号)

A.交流电源   B.刻度尺   C.天平(含砝码)

(2)若使用s1和s3两组数据来计算重力加速度,则表达式为g=___________。     

(3)已测得s1=6.60cm,s2=8.15cm,s3=9.72cm,已知当地的重力加速度大小约9.8m/s2,由此可推算出所选相邻计数点之间的时间间隔t=_________s,实验测得的重力加速度为________m/s。(结果保留3位有效数字)

 

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