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在一个横截面积为S=10cm2的圆柱形容器中,有一个质量不计的活塞用弹簧和底部相...

在一个横截面积为S=10cm2的圆柱形容器中,有一个质量不计的活塞用弹簧和底部相连,容器中密闭有一定质量的理想气体,当温度为t1=27°C时,弹簧恰好处于原长,此时外部压强为p0=1.0×105Pa,活塞和底面相距L=20cm,在活塞上放一质量为m1=20kg的物体,活塞静止时下降10cm,温度仍为27℃,不计活塞与容器壁的摩擦,弹簧的形变在弹性限度范围内,g=10m/s2,求:

i弹簧的劲度系数k

ii如果把活塞内气体加热到t2=57℃并保持不变,为使活塞静止时位置距容器底面距离仍为10cm,活塞上应再加物体的质量m2

 

(1)1000N/m(2)2kg 【解析】试题分析:(1)由题可知气体的温度不变,做等温变化,分别写出气体初末的状态,然后由玻意耳定律,结合共点力的平衡即可求出; (2) 第二个过程中气体的体积不变,由盖吕萨克定律即可求出。 【解析】 ①对封闭气体,由玻意耳定律得:p0LS=p2hS, 代入数据得:p2=2p0=2×105Pa 以活塞与重物组成的系统为研究对象,由平衡条件得:mg+p0S=p2S+kx, 解得:k=1000N/m; ②升高温度的过程中气体的体积保持不变,设温度升高后的压强为p3,则:T2=273+27=300K,T3=273+57=330K 由盖吕萨克定律: 代入数据得:p3=2.2×105Pa 设增加的质量为m0,则:m0g+mg+p0S=p3S+kx, 代入数据得:m0=2kg  
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考点分析:
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下列说法中正确的是_____。

A. 布朗运动是指液体或气体中悬浮微粒的无规则运动

B. 气体的温度升高,每个气体分子运动的速率都增加

C. 一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,其分子之间的势能增加

D. 只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低

E. 空调机压缩机制冷时,将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外,所以这一过程不遵守热力学第二定律

 

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如图所示,一竖直光滑绝缘的管内有一劲度系数为k的轻质绝缘弹簧,其下端固定于地面,上端与一质量为m带电量为+q的小球A相连,整个空间存在一竖直向上的匀强电场,小球A静止时弹簧恰为原长另一质量也为m的不带电的绝缘小球B从管内距A高为x0处由静止开始下落,与A发生碰撞后一起向下运动。若全过程中小球A的电量不发生变化,重力加速度为g

1x0已知,试求BA碰撞过程中损失的机械能

2x0未知,且BA一起向上运动在最高点时恰未分离,试求AB运动到最高点时弹簧的形变量x

3在满足第2问的情况下,试求AB运动过程中的最大速度vm

 

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如图所示,有半径相同的小球a、ba球质量为2mb球质量为mb球位于光滑轨道ABC的水平段BC的末端C处。a球从距BC水平面高hA处由静止滑下,在C处与b球发生弹性正碰。求:

(1)碰前瞬间a球的速度v

(2)两球在水平地面DE上的落点间的距离s

 

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测定金属的电阻率的实验中先用螺旋测微器测量金属丝直径,再用伏安法测出金属丝的电阻,然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率

1)用刻度尺测得金属丝长度L=0.91m用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图所示,则该金属丝的直径为d=_________

2)在用伏安法测定金属丝的电阻时,除被测的电阻丝(阻值约为10Ω外,还有如下供选择的实验器材:

A直流电源电动势约6V,内阻约

B电流表A1量程0~0.6A,内阻约

C电流表A2量程0~2mA,内阻RA2=100Ω

D电压表V量程0~15V,内阻约500Ω

E变阻箱R00~9999Ω

F滑动变阻器R10~20Ω

G滑动变阻器R20~100Ω

H开关、导线等

在可供选择的器材中,除开关、导线外,应该选用的电表是_________(填写序号),应该选用的其他器材是_________(填写序号)。

3)根据所选的器材,在方框中画出实验电路图____

4)若根据伏安法测出电阻丝的电阻为Rx=10Ω,则这种金属材料的电阻率为_________ (保留二位有效数字)。

 

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某探究学习小组的同学要验证牛顿第二定律,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘,实验时,调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)。

(1)该实验中小车所受的合力________(填等于不等于)力传感器的示数,该实验________(填需要不需要)满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量;

(2)通过实验可以获得以下测量数据:小车、传感器和挡光板的总质量M,挡光板的宽度d,光电门12的中心距离为s.若某次实验过程中测得力传感器的读数为F,小车通过光电门12的挡光时间分别为t1t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则该实验要验证的表达式是F=________

 

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