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    【题目】为了更方便监控高温锅炉外壁的温度变化，在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸，汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口向上，用质量为m＝1 kg的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S＝1 cm2。当汽缸内温度为300 K时，活塞与汽缸底间距为L，活塞上部距活塞L处有一用轻质绳悬挂的重物M。当绳上拉力为零时，警报器报警。已知室外空气压强p0＝1.0×105 Pa，活塞与器壁之间摩擦可忽略。求：

    （1）当活塞刚刚碰到重物时，锅炉外壁温度为多少？

    （2）若锅炉外壁的安全温度为900K，那么重物的质量应是多少？

    【答案】(ⅰ) 600 K (ⅱ) 1kg

    【解析】

    （1）活塞上升过程为等压变化，根据盖吕萨克定律列式可求解当活塞刚刚碰到重物时，锅炉外壁温度；（2）活塞碰到重物后到绳的拉力为零是等容过程，对活塞受力分析，结合查理定律列式求解重物的质量.

    (ⅰ)活塞上升过程为等压变化，则

    V1＝LS

    V2＝2LS

    得T2＝600 K

    (ⅱ)活塞碰到重物后到绳的拉力为零是等容过程，设重物质量为M，则

    p2S＝p0S＋mg

    p3S＝p0S＋(m＋M)g

    可得M＝1kg

    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1所示，某同学设计了一个测量滑块与木板间的动摩擦因数的实验装置，装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上，木板上有一滑块，滑块右端固定一个动滑轮，钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻绳相连，放开钩码，滑块在长木板上做匀加速直线运动．

    （1）实验得到一条如图2所示的纸带，相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s，由图中的数据可知，滑块运动的加速度大小是_____m/s2．（计算结果保留两位有效数字）

    （2）读出弹簧测力计的示数F，处理纸带，得到滑块运动的加速度a；改变钩码个数，重复实验．以弹簧测力计的示数F为纵坐标，以加速度a为横坐标，得到的图象是纵轴截距为b的一条倾斜直线，如图3所示．已知滑块和动滑轮的总质量为m，重力加速度为g，忽略滑轮与绳之间的摩擦．则滑块和木板之间的动摩擦因数μ=_____．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，在光滑绝缘水平面上有三个孤立的点电荷Q1、Q、Q2，其中Q恰好静止不动，Q1、Q2围绕Q做匀速圆周运动，在运动过程中三个点电荷始终共线．已知Q1、Q2分别与Q相距r1、r2，不计点电荷间的万有引力，下列说法正确的是(　　)

    A. Q1、Q2的电荷量之比为

    B. Q1、Q2的电荷量之比为

    C. Q1、Q2的质量之比为

    D. Q1、Q2的质量之比为

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】某同学采用如图所示的电路测定电源电动势和内电阻．已知干电池的电动势约为1.5V，内阻约为1Ω；电压表(0～3V,3kΩ)、电流表(0～0.6A,1.0Ω)、滑动变阻器有R1(10Ω，2A)和R2(100Ω，0.1A)各一只．

    (1)实验中滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2”)．

    (2)在下图方框中画出实验电路图．

    (3)在实验中测得多组电压和电流值，得到如上图所示的U－I图线，由图可较准确地求出该电源电动势E＝________V；内阻r＝________Ω.

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，在真空室内的P点，能沿平行纸面向各个方向不断发射电荷量为＋q、质量为m的粒子(不计重力)，粒子的速率都相同．ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC＝L，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ＝.当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时，水平向左射出的粒子恰到达Q点；当ab以上区域只存在平行该平面的匀强电场时，所有粒子都能到达ab直线，且它们到达ab直线时动能都相等，其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点．已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

    (1)粒子的发射速率；

    (2)PQ两点间的电势差；

    (3)仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】某实验小组用如下器材来测量电压表的内阻。

    A．待测电压表（量程3V，内阻约几千欧）

    B．电流表（量程0.6A，内阻约0.1Ω）

    C．电池组（电动势约3V，内阻可忽略）

    D．滑动变阻器R0

    E．变阻箱R（0﹣9999Ω）

    F．开关和导线若干

    （1）图甲是某同学设计的电路，大家讨论后一致认为此电路不可行，你认为原因是_____；

    A．R0阻值较小

    B．电流表存在内阻

    C．电压表无法准确读数

    D．电流表无法准确读数

    （2）同学们改用图乙电路进行测量，设电阻箱的阻值R，电压表的示数为U，为了根据图象能求得电压表的内阻，应该作_____图线（选“﹣R”、填“U﹣R”、U﹣）；

    （3）请根据你选择的坐标轴和下表的数据，在图丙中标上合适的标度作出相应图线__；

    R/kΩ

    0.6

    1.5

    2

    3

    4

    5

    U/V

    2.5

    2

    1.8

    1.5

    1.3

    1.13

    /kΩ﹣1

    1.67

    0.67

    0.5

    0.33

    0.25

    0.20

    /V﹣1

    0.40

    0.50

    0.56

    0.67

    0.78

    0.88

    （4）根据你所画出的图线，求出电源的电动势E＝_____V，电压表内阻Rv＝_____kΩ（保留两位有效数字）。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA=r，RB=2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，下列说法正确的是(　　)

    A. 此时绳子张力为3μmg

    B. 此时圆盘的角速度为

    C. 此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外

    D. 此时烧断细线，A仍相对盘静止，B将做离心运动

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】动量守恒定律和能量守恒定律是自然界的基本规律，请结合相关知识完成下列问题：

    （1）如图所示质量为m和M的两个物块放置在光滑水平地面上，M的左侧连着一个轻弹簧，给m初始速度使其撞向M，在相互作用的过程中弹簧始终处于弹性限度内。若m的初速度大小为v0，求在m通过弹簧和M相互作用过程中弹簧的最大弹性势能；

    （2）近期热播电影“流浪地球”引起了影迷对天文知识的关注，其中一个名词“引力弹弓”更是成为人们谈论的热点，其实“引力弹弓”是指我们发射的深空探测器在探索太阳系或太阳系以外的宇宙空间过程中可以借助星球的引力实现助推加速，从而达到节省燃料，延长探测器有效工作时间的目的。例如1977年美国宇航局发射的旅行者一号空间探测器现已成为第一个飞出太阳系进入星际介质的探测器，它在运行的过程中就借助了木星和土星的引力助推作用从而具有了飞出太阳系的动能。

    如图所示为一个最简单的“引力弹弓”模型，假设太阳系内一探测器以大小为V的速度向右飞行，同时某一行星向左以大小为U的速度运动（V与U均以太阳为参考系），探测器在靠近行星的过程中被行星引力吸引改变运动方向并最终与行星同向运动并脱离行星。请你运用所学知识证明此时探测器获得的速度大小为2U+V（证明时可认为探测器质量远远小于行星质量，不考虑其它星体万有引力的影响）。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】小明同学想要设计一个既能测量电源电动势和内阻，又能测量定值电阻阻值的电路。

    他用了以下的实验器材中的一部分，设计出了图(a)的电路图：

    a．电流表A1(量程0.6A，内阻很小)；电流表A2(量程300μA，内阻rA=1000Ω)；

    b．滑动变阻器R(0-20Ω)；

    c，两个定值电阻R1=1000Ω，R2=9000Ω；

    d．待测电阻Rx；

    e．待测电源E(电动势约为3V，内阻约为2Ω)

    f．开关和导线若干

    (1)根据实验要求，与电流表A2串联的定值电阻为___________(填“R1”或“R2”)

    (2)小明先用该电路测量电源电动势和内阻，将滑动变阻器滑片移至最右端，闭合开关S1，调节滑动变阻器，分别记录电流表A1、A2的读数I1、I2，得I1与I2的关系如图(b)所示。根据图线可得电源电动势E=___________V；电源内阻r=___________Ω，(计算结果均保留两位有效数字)

    (3)小明再用该电路测量定值电阻Rx的阻值，进行了以下操作：

    ①闭合开关S1、S2，调节滑动变阻器到适当阻值，记录此时电流表A1示数Ia，电流表A2示数Ib；

    ②断开开关S2，保持滑动变阻器阻值不变，记录此时电流表A1示数Ic，电流表A2示数Id；后断开S1；

    ③根据上述数据可知计算定值电阻Rx的表达式为___________。若忽略偶然误差，则用该方法测得的阻值与其真实值相比___________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)

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