【题目】如图所示,用气体压强传感器探究气体等温变化的规律,操作步骤如下:
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体,将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来;
②缓慢移动活塞至某一位置,待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1;
③重复上述步骤②,多次测量并记录;
④根据记录的数据,作出相应图象,分析得出结论。
(1)在本实验操作的过程中,需要保持不变的量是气体的__________和__________。
(2)根据记录的实验数据,做出了如图所示的p-V图。对图线进行分析,如果在误差允许范围内,p1、p2、V1、V2之间满足关系式__________,就说明一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义表示__________。
(3)在不同温度环境下,另一位同学重复了上述实验,实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2,且T1>T2。在如图所示的四幅图中,可能正确反映相关物理量之间关系的是______(选填选项前的字母)。
(4)在相同温度环境下,不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验,并在相同坐标标度的情况下画出了压强与体积的关系图线,如图所示。对于两组的图线并不相同的结果,他们请教了老师,老师的解释是由于他们选取的气体质量不同。若4个小组所选择的研究对象的质量分别是m1、m2、m3和m4,则由图可知它们的大小关系是m1_____m2,m3_____m4(选填“大于”或“小于”)。
【答案】质量 温度 p1V1=p2V2 气体体积由V1变到V2的过程中,气体对外界所做的功 AC 大于 大于
【解析】
(1)[1] [2]玻意耳定律:对一定量的气体温度保持不变时……。因此应是质量和温度不变
(2)[3]根据玻意耳定律可知
p1V1=p2V2
[4] 气体体积由V1变到V2的过程中,气体对外界所做的功。
(3)[5]AB.由于
PV=恒量
图象为双曲线,且取相同的体积时,温度高的压强大,因此 图象在 图象的上方,A正确,B错误;
CD.由于
PV=恒量
图象为过坐标原点的直线,且压强相同时,温度高的体积大,因此 图象在 图象的上方,C正确,D错误。
故选AC。
(4)[6][7]在体积和温度相同的,质量大的,单位体积内的分子数多,压强大,因此
,
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【题目】如图所示,在电场强度E=103 V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40cm,一带电荷量为q=+10-4C的小滑块的质量m=40g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度取g=10 m/s2,问:
(1)若使小滑块恰好运动到圆轨道的最高点C,滑块应在水平轨道上离N点多远处由静止释放?
(2)若小滑块恰好能运动到圆轨道的最高点C,试求小滑块落地点离N点的距离多大?落地时的速度是多大?
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【题目】在“探究弹力与形变量的关系”实验中,某同学在竖直悬挂的弹簧下加挂钩码,每个钩码的质量均为100g,g取10N/kg。他将实验数据记录在表格中并画出相应图像。弹簧B的实验数据如下表所示,根据数据记录表格回答下面问题:
钩码质量/g | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
弹簧下端指针位置/cm | 4.50 | 10.31 | 16.38 | 22.47 | 28.40 | 34.51 |
(1)在悬挂第三个钩码后,弹簧的弹力大小________N。
(2)在悬挂第三个钩码后,弹簧的伸长量为____________cm。(小数点后保留两位)
弹簧A、B和皮筋的图像如图所示,请根据图象回答下面问题:
(3)在悬挂相同钩码的条件下,弹簧________的伸长量最大。
(4)弹簧A的原长时____________cm。(小数点后保留两位)
(5)两个弹簧中“较硬”的为________,其劲度系数k=________N/m。(保留两位有效数字)
(6)在实验测试范围内,通过弹簧和皮筋的图线对比,所得结论正确的是____________
A. 弹簧的形变量与弹力成正比 B. 皮筋的形变量与弹力成正比
C. 弹簧的总长度与弹力成正比 D. 皮筋的总长度与弹力成正比
(7)某次弹簧实验的图像如图所示,请根据图像回答下面问题
请猜测曲线发生弯曲的原因:____________________
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【题目】如图所示,竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/c,在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T一带电量q= +0.2C、质量m=0.4kg的小球由长l=0.4m的细线悬挂于P点小球可视为质点,现将小球拉至水平位置A无初速释放,小球运动到悬点P正下方的坐标原点O时,悬线突然断裂,此后小球又恰好能通过O点正下方的N点,(g=10m/s2),求:
(1)小球运动到O点时的速度大小;
(2)悬线断裂前瞬间拉力的大小;
(3)ON间的距离。
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【题目】物理关系式不仅反映了物理量之间的数值关系,也确定了相应物理量的单位间的关系。对于单位的分析是帮助我们检验研究结果正确性的一种方法。某一空间具有电场,该空间就具有电场能量。单位体积的电场所具有的电场能量叫做电场的能量密度。下面是某同学从研究平行板电容器充电后储存的电场能量来猜测电场能量密度ωe的表达式,式中C为电容器的电容、U为电容器充电后其两极板间的电压、E为两极板间的电场强度、d为两极板间的距离、S为两极板正对面积、εr为两极板间所充介质的相对介电常数(没有单位的纯数)、k为静电力常量。请你分析下面给出的关于ωe的表达式中可能正确的是( )
A.B.C.D.
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【题目】某静电场中的电场线如图所示,带电粒子在电场中仅受静电力作用,其运动轨迹如图中虚线所示,由M运动到N,以下说法正确的是( )
A.粒子必定带正电荷
B.由于M点没有电场线,粒子在M点不受静电力的作用
C.粒子在M点的加速度小于它在N点的加速度
D.粒子在M点的动能小于在N点的动能
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【题目】功是物理学中非常重要的概念,通过做功的过程可以实现能量转化。
(1)一直流电动机,线圈电阻R=2.0Ω,当它两端所加的电压U=24V时,电动机正常运转,测得通过其电流I=0.50A。求此工作状态下,这台电动机将电能转化为机械能的效率是多少?(保留三位有效数字)
(2)在电路中电能转化为其他形式能的过程就是电流做功的过程,电流做功的过程本质上是导体中恒定电场的电场力对定向移动的自由电荷做功的过程。由同种材料制成的很长的圆柱形实心金属导体,在其上选取长为L的导体做为研究对象,如图1所示,当其两端的电势差恒为U时,形成的恒定电流的大小为I,即相同时间内通过导体A端橫截面的电荷量与通过B端的电荷量相等,也就等于通过这段导体的电荷量。设导体中的恒定电场为匀强电场,自由电子的电荷量为e,它们定向移动的速率恒定且均相同。
①求每个自由电子在导体中做定向移动的平均阻力f;
②结合电流的定义式I=,从恒定电场的电场力对自由电子做功的角度,证明电流通过这段金属导体做功的功率为P=UI;
③结合电流的定义式I=,从恒定电场的电场力对自由电子做功的角度,证明电流通过这段金属导体在时间t内产生的焦耳热为Q=UIt;
(3)如图2所示为简化的直流电动机模型,固定于水平面的两根平行金属导轨,处于竖直向下的匀强磁场中,在两导轨的左端通过开关连接一电源。一根导体棒MN放置在导轨上,导体棒与导轨间的阻力恒定且不为0。闭合开关S后,导体棒由静止开始运动,运动过程中切割磁感线产生动生电动势,该电动势总要削弱电源电动势的作用,我们把这个电动势称为反电动势E反。若导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,此“电动机模型”稳定运行时通过导体棒的电流为I。请证明此“电动机模型”稳定运行时的机械功率为P机=IE反;
(4)如图3所示为简化的直流电动机模型,固定于水平面的两根平行金属导轨,处于竖直向下的匀强磁场中,在两导轨的左端通过开关连接一电源。一根导体棒MN放置在导轨上,导体棒用通过定滑轮的轻细线与重物相连。闭合开关S后,导体棒由静止开始运动,运动过程中切割磁感线产生动生电动势,该电动势总要削弱电源电动势的作用,我们把这个电动势称为反电动势E反。若导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好,且一切摩擦均可忽略不计,此“电动机模型”稳定运行时通过导体棒的电流为I。请证明此“电动机模型”稳定运行时对重力做功的功率为P=IE反。
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【题目】有一根细长而均匀的金属管线样品,长约60cm,电阻约为6Ω,横截面如图甲所示。
(1)用螺旋测微器测量金属管线的外径,示数如图乙所示,金属管线的外径为_______mm;
(2)现有如下器材:
A.电流表(量程0.6A,内阻约0.1Ω)
B.电流表(量程3A,内阻约0.03Ω)
C.电压表(量程3V,内阻约3kΩ)
D.滑动变阻器(1750Ω,0.3A)
E.滑动变阻器(15Ω,3A)
F.蓄电池(6V,内阻很小)
G.开关一个,带夹子的导线若干
要进一步精确测量金属管线样品的阻值,电流表应选______,滑动变阻器应选_______。(只填代号字母)
(3)请将图丙所示的实际测量电路补充完整。(_________)
(4)已知金属管线样品材料的电阻率为ρ,通过多次测量得出金属管线的电阻为R,金属管线的外径为d,要想求得金属管线内形状不规则的中空部分的横截面积S,在前面实验的基础上,还需要测量的物理量是______。(所测物理量用字母表示并用文字说明)。计算中空部分横截面积的表达式为S=_______。(用字母填写表达式)
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【题目】2019年10月1日,纪念中华人民共和国成立70周年阅兵式在天安门广场举行。10时43分,空中护旗梯队拉开了阅兵分列式的序幕,20架直升机组成巨大的“70”字样飞过天空,象征中华人民共和国走过70年光辉历程。下列说法正确的是( )
A.“10时43分”表示时间间隔B.飞机表盘上显示的速度是平均速度
C.研究飞机前进路线时可以将飞机看成质点D.以天安门城楼为参考系,地面观众认为飞机是静止的
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