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【题目】如图甲所示,粗细均匀、横截面积为S的足够长的导热细玻璃管竖直放置,管内质量为m的水银柱密封着一定质量的理想气体,当环境温度为T,大气压强为p0时,理想气体的长度为l0,现保持温度不变将玻璃管缓慢水平放置。重力加速度为g,不计摩擦。求:

①稳定后气柱的长度

②若将环境温度降为T/3,将玻璃管平放于光滑水平桌面上并让其以加速度a向左做匀加速直线运动(如图乙所示),求稳定后的气柱长度。

【答案】(1) (2)

【解析】①初始时封闭气体的压强

水平放置时封闭气体的压强p2=p0

由理想气体方程可得:

解得

②当环境温度降为T/3时,有:

其中T1=T,T2=T1/3,l2=l

l3=l/3

当玻璃管向左以加速度做匀加速运动时.有:

(p0-p3)S=m

p3l4=p0l3

解得:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,水平轨道上有一轻弹簧左端固定,弹簧处于自然状态时,其右端位于P点.现用一质量m=0.1kg的小物块 (可视为质点)将弹簧压缩后释放,物块经过P点时的速度v0=18m/s,经过水平轨道右端Q点后沿半圆轨道的切线进入竖直固定的光滑圆轨道,最后物块经轨道最低点A抛出后落到B点,已知物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,R=l=1m,A到B的竖直高度h=1.25m,取g=10m/s2

(1)求物块到达Q点时的速度大小(保留根号);

(2)求物块经过Q点时圆轨道对物块的压力;

(3)求物块水平抛出的位移大小.

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【题目】打井施工时要将一质量可忽略不计的坚硬底座A送到井底,由于A与井壁间摩擦力很大,工程人员采用了如图所示的装置.图中重锤B质量为m,下端连有一劲度系数为k的轻弹簧,工程人员先将B放置在A上,观察到A不动;然后在B上再逐渐叠加压块,当压块质量达到m时,观察到A开始缓慢下沉时移去压块.将B提升至弹簧下端距井口为H0处,自由释放B,A被撞击后下沉的最大距离为h1,以后每次都从距井口H0处自由释放.已知重力加速度为g,不计空气阻力,弹簧始终在弹性限度内.

(1)求下沉时A与井壁间的摩擦力大小f和弹簧的最大形变量ΔL;

(2)求撞击下沉时A的加速度大小a和弹簧弹性势能Ep

(3)若第n次撞击后,底座A恰能到达井底,求井深H.

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【题目】如图,质量为4kg的小车静止在光滑水平面上。小车AB段是半径为0.45m的四分之一光滑圆弧轨道,BC段是长为2.0m的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点。一质量为0.95kg的小物块(可视为质点)静止在小车右端。质量为0.05kg的子弹、以100m/s的水平速度从小物块右端射入并留在物块中,已知子弹与小物块的作用时间极短。当小车固定时,小物块恰好运动到A点。不计空气阻力,重力加速度为10m/s2

(1)BC段的动摩擦因数和小物块刚刚通过B点时对小车的压力;

(2)若子弹射入前小车不固定,求小物块在AB段上升的最大高度。

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【题目】如图所示,竖直放置的1/4圆弧轨道AB与水平轨道BC相切连接。一质量为m的小物体由静止开始从顶端A沿圆弧轨道滑下,最后停止于水平轨道的C处,已知BC=R(R为圆弧轨道半径),小物体与水平面间的动摩擦因数为μ,现用力F将该小物体从C处缓慢拉回圆弧轨道的顶端A,拉力F的方向始终与小物体的运动方向一致。重力加速度为g,下列说法正确的是

A物体从A点下滑到B点的过程中克服摩擦力做功为mgR(1-μ)

B拉力F做的功等于mgR(1+μ)

C物体先后两次经过B点时对B点的压力大小之比为3︰1

D物体从B点到C点过程中在BC中点的速度大小等于

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】质量m1=2kg的物体A沿水平面向质量m2=1kg的静止物体B运动,并发生弹性正碰。碰撞前当它们相距L=4m时,物体A的速度v0=5m/s。它们与地面间的动摩擦因数均为μ=0.2,重力加速度g10m/s2AB均可视为质点。求碰撞后AB都停止运动时它们之间的距离。

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【题目】某同学利用图甲所示的电路,测多用电表内电池的电动势,以及多用电表“×100”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:

多用电表

电压表(量程3V,内阻几千欧)

滑动变阻器(最大阻值5kΩ)

导线若干

回答下列问题:

(1)将多用电表挡位调到电阻“×100”挡,再将红表笔和黑表笔短接,调节欧姆调零旋钮,直到指针指在右端的零刻度处。

(2)将图甲中多用电表的红表笔和________(“1”“2”)端相连,黑表笔连接另一端。

(3)将滑动变阻器的滑片调到适当的位置,使多用电表的示数和电压表的示数如图乙所示,则测得的电阻是____Ω,电压表的示数是________V。

(4)调节滑动变阻器的滑片,读取多组电阻R和电压U,根据测得的数据,在坐标纸上描绘出图线如图丙所示图线的斜率和截距分别为kb,则多用电表内电池的电动势可表示为E=_________,电阻“×100”挡内部电路的总电阻可表示为r=_________(用图线的斜率k和截距b表示)。

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【题目】某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证动能定理,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块等需要的东西。当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:

实验时为了保证滑块(质量为M)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,实验时除了要满足沙和沙桶的总质量m远远小于滑块的质量M之外,还需要做的是_____________

②在①的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M。往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m。让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1v2(v1<v2)。则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为_____________________(用题中的字母表示)。

③由于实验原理上的原因,上述数学表达式只能是近似成立,那么,此试验中真正成立的等式为________________________(仍用上述题中的字母表示)。

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【题目】如图所示为过山车简易模型,它由光滑水平轨道和竖直面内的光滑圆形轨道组成,Q点为圆形轨道最低点,M点为最高点,圆形轨道半径R=0.32 m.水平轨道PN右侧的水平地面上,并排放置两块长木板c、d,两木板间相互接触但不粘连,长木板上表面与水平轨道PN平齐,木板c质量m3=2.2 kg,长L=4 m,木板d质量m4=4.4 kg.质量m2=3.3 kg的小滑块b放置在轨道QN上,另一质量m1=1.3 kg的小滑块aP点以水平速度v0向右运动,沿圆形轨道运动一周后进入水平轨道与小滑块b发生碰撞,碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失.碰后a沿原路返回到M点时,对轨道压力恰好为0.已知小滑块b与两块长木板间动摩擦因数均为μ0=0.16,重力加速度g=10 m/s2.

(1)求小滑块a与小滑块b碰撞后,ab的速度大小v1v2;

(2)若碰后滑块b在木板c、d上滑动时,木板c、d均静止不动,c、d与地面间的动摩擦因数μ至少多大?(木板c、d与地面间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

(3)若不计木板c、d与地面间的摩擦,碰后滑块b最终恰好没有离开木板d,求滑块b在木板c上滑行的时间及木板d的长度.

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