【题目】如图所示,水平放置的汽缸A和容积为VB=3.6L的容器B由一容积可忽略不计的长细管经阀门C相连。汽缸A内有一活塞D,它可以无摩擦地在汽缸内滑动,A放在温度恒为T1=300K、压强为P0=1.0×105Pa的大气中,B放在T2=400K的恒温槽内,B的器壁导热性能良好。开始时C是关闭的,A内装有温度为T1=300K、体积为VA=2.4L的气体,B内没有气体。打开阀门C,使气体由A流入B,等到活塞D停止移动一段时间后,求以下两种情况下气体的体积和压强:
①汽缸A、活塞D和细管都是绝热的;
②A的器壁导热性能良好,且恒温槽温度调高为500K。
【答案】①3.6L 8.89×104Pa ②3.84L 1.0×105Pa
【解析】
①设活塞D最终停止移动时没有靠在汽缸A左壁上,此时气体温度为,压强设为,体积为,则对活塞,由平衡条件,有:①
解得
由理想气体状态方程可如②
①②联立,解得:小于,由此可知活塞D最终停止移动时靠在了汽缸A左壁上,则此时气体体积为。
设此时气体压强为,由理想气体状态方程可知③
解得内。
②设活塞D最终停止移动时靠在汽缸A左壁上,此时气体温度为,压强设为,体积为,由理想气体状态方程可知:④
解得大于
由此可知活塞D最终停止移动时没有靠在汽缸A左壁上,则此时气体压强为。设此时气体体积为,由理想气体状态方程可知⑤
解得
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【题目】真空中两个异种点电荷固定在轴上,且。轴上的电势随位置变化的规律如图所示。取无限远处的电势为零,不计重力,下列说法正确的是
A. 带正电,带负电,且
B. 轴上场强为零的位置有两处(不考虑无限远处)
C. 带正电的粒子从点沿轴向移动的过程中,加速度先减小后增大
D. 带正电的粒子从点沿轴向移动的过程中,电势能先减小后增大
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【题目】如图所示,MN是半径为R的光滑圆弧,木板B静止在水平面上,其左端与N点重合,右端放有滑块A。滑块C从P点由静止释放,恰从M点切入圆轨道,与木板B碰撞后粘为一体,碰撞时间极短,之后,B、C一起沿水平面运动,滑块A恰好未从B上掉下。已知滑块A、C的质量均为m,木板B的质量为2m,滑块A与木板B之间的动摩擦因数为μ1,滑块C和木板B与地面之间的动摩擦因数均为,滑块A、滑块C均可视为质点,重力加速度为g,忽略空气阻力,水平面足够长。
求:(1)滑块C经N点时与木板B碰撞前的瞬间对圆弧轨道的压力。
(2)滑块A停止时到N点的水平距离。
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【题目】如图所示,金属板带有等量异种电荷,板间某一竖直平面内电场线的分布如实线所示,已知该平面内P、O的连线为等势线,且与电场线上两点M、N的连线垂直.一带电油滴在O点处于静止状态.则( )
A. 若将油滴置于P处,仍能静止
B. 若将油滴从M处释放,将沿电场线运动至N处
C. M点的电势一定比N点的高
D. 油滴在M点的电势能一定比在N点的小
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【题目】如图所示,质量为m的物块下方有一竖直的轻弹簧,弹簧的下端距离水平地面为h,将物块和弹簧由静止自由释放,物块下降了H时,速度再次为零,重力加速度为g。下列说法正确的是
A. 物块从开始下落到速度再次为零,物块克弹簧弹力做功为mgH
B. 物块的速度再次为零时,弹簧的弹性势能为mgh
C. 弹簧下端刚接触地面时,物块的速度为
D. 物块的速度最大时,弹簧的弹性势能和物块的重力势能之和最小
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【题目】容器中有质子,α粒子的混合物,为了把它们分开,先让它们从静止开始经电场加速,穿出加速电场后,第一种:垂直进入匀强电场;第二种:垂直进入匀强磁场,利用电场或磁场使它们偏转,最后穿出电场或磁场,从而达到分开的目的。对于上述两种情况,能使质子和α粒子分开的是(不计粒子重力)
A. 两种情况都能使质子和α粒子分开
B. 两种情况都不能使质子和α粒子分开
C. 进入电场后可以分开进入磁场不能分开
D. 进入电场后不能分开进入磁场能够分开
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【题目】某同学用图甲所示电路来测绘小灯泡的伏安特性曲线,器材如下:
A.小灯泡(额定电压2.5V,额定电流0.25A)
B.电流表(0~0.6A)
C.电压表(0~3V)
D.滑动变阻器R1(0~10Ω)
E.滑动变阻器R2(0~1000Ω)
F.干电池(电动势为1.5V)两节
G.开关,导线若干
(1)滑动变阻器应选_____(选填器材前的代号);
(2)实验中得到的数据如下表所示,根据表中数据在乙图中作出小灯泡的U﹣I图象_________,由图象可知小灯泡的电阻随温度的升高而_____(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
U/V | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 1.00 | 1.40 | 1.80 | 2.00 | 2.20 |
I/A | 0.04 | 0.08 | 0.11 | 0.15 | 0.18 | 0.20 | 0.21 | 0.22 |
(3)某同学用一节干电池与阻值为5Ω的电阻R、小灯泡及电压表连接成图丙所示电路。闭合S后,电压表测得灯泡两端电压为0.8V,结合图乙图中图象求得小灯泡实际消耗的功率为_____W,干电池内阻为_____Ω.(结果均保留两位有效数字)
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【题目】如图所示,半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,半圆的左边垂直x轴放置一粒子发射装置,在-R≤y≤R的区间内各处均沿x轴正方向同时发射出一个带正电粒子,粒子质量均为m、电荷量均为q、初速度均为v,重力忽略不计,所有粒子均能穿过磁场到达y轴,其中最后到达y轴的粒子比最先到达y轴的粒子晚Δt时间,则( )
A. 粒子到达y轴的位置一定各不相同
B. 磁场区域半径R应满足
C. 从x轴入射的粒子最先到达y轴
D. ,其中角度θ的弧度值满足
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【题目】如图,某同学想把剖面MON为等腰三角形的玻璃砖加工成“玻璃钻石”送给妈妈。已知顶角∠MON = 2θ,该玻璃折射率n = 2。现有一光线垂直MN边入射。
(i)为了使该光线在OM边和ON边都能发生全反射,求θ的取值范围。
(ii)若θ = 42°,试通过计算说明该光线第一次返回MN边能否射出。
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