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如图所示,系统由左右连个侧壁绝热、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A、B下方封有氮气,B上方封有氢气。大气的压强p0,温度为T0=273K,连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。


解析:(1)考虑氢气的等温过程。该过程的初态压强为,体积为hS,末态体积为0.8hS。

设末态的压强为P,由玻意耳定律得

              ①

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1.1,体积为V;末态的压强为,体积为,则

          ②

                      ③

由玻意耳定律得

       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,末态体积为。设末态温度为T,由盖-吕萨克定律得

                    ⑤


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,质量为mB=2kg的木块B静止在光滑水平面上。一质量为mA= 1kg的木块A以某一初速度v0=5m/s沿水平方向向右运动,与B碰撞后都向右运动。木块B 与挡板碰撞后立即反弹(设木块B与挡板碰撞过程无机械能损失)。后来木块BA发生二次碰撞,碰后AB同向运动,速度大小分别为1.2m/s 、0.9m/s。求:

(ⅰ)第一次木块AB碰撞过程中AB的冲量大小和方向;

(ⅱ)木块AB第一次碰撞过程中系统损失的机械能是多少?

 


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科目:高中物理 来源: 题型:


如图物-3所示一轻质弹簧下端悬挂一质量为m的小球,用手托着,使弹簧处于原长,放手后,弹簧被拉至最大形变过程中,下列说法正确的是(  )

A.小球先失重后超重

B.小球机械能守恒

C.小球所受的重力做的功大于弹簧的弹力对小球所做的功

D.弹簧被拉至最大形变时,弹簧的弹性势能、小球的重力势能之和最大

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,重为G的光滑球在倾角为θ的斜面和竖直墙壁之间处于静止状态。若将斜面换成材料和质量相同,但倾角θ稍小一些的斜面,以下判断正确的(  )

  A. 球对斜面的压力变大    B. 墙面受到压力变小

  C. 地面受到的压力变小    D. 斜面可能向左滑动

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科目:高中物理 来源: 题型:


某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.

(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断导轨是否水平?

                                                                  

(2)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d=      cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为        m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离x               (文字说明并用相应的字母表示).

(3)本实验通过比较                             在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒.

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一个质点做直线运动的vt图像如图所示,下列判断正确的是

A.质点在0~5 s内的位移大小为10 m

B.质点在10 s末离出发点最远

C.质点在整个0~12 s内的运动过程中,10~12 s内的加速度最大

D.质点在0~8 s内的平均速度为1 m/s

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一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。

①首先,让一砝码在一个比较光滑的平面上做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统得到若干组向心力F和对应的角速度ω,他们根据实验数据绘出了F-ω的关系图像如图中B图线所示,兴趣小组的同学猜测r一定时,F可能与ω2成正比。你认为,可以通过进一步转换,做出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。

②将同一砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条Fω图像,如图中AC图线所示。通过对三条图线的比较、分析、讨论,他们得出ω一定时,Fr的结论,你认为他们的依据是                                 

③通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F2r,其中比例系数k的单位是             

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度的大小B随时间t的变化关系为BB0+kt,其中B0k为正的常数。在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆环形内壁光滑的细玻璃管,将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放,不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场,则下列说法正确的是

A.从上往下看,小球将在管内沿顺时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为2qkπr

B.从上往下看,小球将在管内沿逆时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为2qkπr

C.从上往下看,小球将在管内沿顺时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为qkπr2

D.从上往下看,小球将在管内沿逆时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为qkπr2

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在如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表A、V1、V2、V3,的示数分别用I,U1、U2、U3和表示,电表AV1、V2、V3示数变化量的大小分别用I、U1U2U3表示。下列说法正确的是

A.比值不变,比值不变

B.比值变大,比值变大

C. 比值变大,比值不变

D.比值变大,比值不变

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