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图中系统由左右两个侧壁绝热底部截面均为S的容器组成。左容器足够高,上端敞开,右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。 容器内两个绝热的活塞AB下方封有氮气,B上方封有氢气。大气的压强p0,温度为T0=273K,两个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时,各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中,再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定,第三次达到平衡后,氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求

(1)第二次平衡时氮气的体积;

(2)水的温度。

 

(1)2.7hS ;(2)368.55K; 【解析】试题分析:(1)以氢气为研究对象,初态压强为p0,体积为hS,末态体积为0.8hS. 气体发生等温变化,由玻意耳定律得:p0V1=p2V2,即:p0hS=p×0.8hS,解得:p=1.25p0① 活塞A从最高点被推回第一次平衡时位置的过程是等温过程. 该过程的初态压强为1.1p0,体积为V;末态的压强为p′,体积为V′, 则p′=p+0.1p0=1.35p0②V′=2.2hS ③ 由玻意耳定律得:1.1p0×V=1.35p0×2.2hS,解得:V=2.7hS ④ (2)活塞A从最初位置升到最高点的过程为等压过程.该过程的初态体积和温度分别为2hS和T0=273K,末态体积为2.7hS.设末态温度为T,由盖-吕萨克定律得: ,解得:T=368.55K; 考点:玻意耳定律;盖-吕萨克定律  
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考点分析:
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如图所示,光滑水平轨道上放置长坂A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为mA=2kgmB=1kgmC=2kg。开始时C静止,AB一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动,AC发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间AB再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞。求AC发生碰撞后瞬间A的速度大小。

 

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如图所示,用不可伸长的轻质细线将AB两木球(可视为质点)悬挂起来,AB之间的距离l3.2m,其中木球A的质量mA90g,木球B的质量mB100g。现用打钉枪将一颗质量为m010g的钉子以竖直向上的初速度v0100m/s打入并且停留在木球A中,木球A沿细线向上与木球B正碰后粘在一起竖直向上运动,恰好能够达到悬点O处。若钉子打入木球和AB两球碰撞的时间都极短,不计空气阻力,g10m/s2,求:

(1)钉子打入木球A的过程中系统损失的机械能;

(2)木球B到悬点O的距离。

 

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如图所示为一简易火灾报警装置.其原理是:竖直放置的试管中装有水银,当温度升高时,水银柱上升,使电路导通,蜂鸣器发出报警的响声.27℃时,空气柱长度L1为20 cm,水银上表面与导线下端的距离L2为10 cm,管内水银柱的高度h为8 cm,大气压强为75 cm水银柱高.求:

①当温度达到多少时,报警器会报警?

②如果要使该装置在87℃时报警,求再往玻璃管内注入的水银的高度.

 

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气垫导轨(如图)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为a的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为b。气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动。图为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的6个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度s1s2s3。若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为_____________,两滑块的总动量大小为_________;碰撞后两滑块的总动量大小为________。重复上述实验,多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证。

 

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在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:

①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水。待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。

②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定。

③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。

④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。

⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。

完成下列填空:

(1)上述步骤中,正确的顺序是_____。(填写步骤前面的数字)

(2)将1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液;测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径

__________m。(结果保留1位有效数字)

(3)如图是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为1.43×l0-8m,的圆周而组成的。由此可以估算出铁原予的直径约为___________m(结果保留两位有效数字)。

 

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