【題目】如圖,容積均為V的汽缸A、B下端有細管(容積可忽略)連通,閥門K2位于細管的中部,A、B的頂部各有一閥門K1、K3,B中有一可自由滑動的活塞(質量、體積均可忽略)。初始時,三個閥門均打開,活塞在B的底部;關閉K2、K3,通過K1給汽缸充氣,使A中氣體的壓強達到大氣壓p0的3倍后關閉K1。已知室溫為27℃,汽缸導熱。
(1)打開K2,求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強;
(2)接著打開K3,求穩(wěn)定時活塞的位置;
(3)再緩慢加熱汽缸內氣體使其溫度升高20℃,求此時活塞下方氣體的壓強。
【答案】(1),2p0;(2)上升直到B的頂部;(3)1.6p0
【解析】
(1)設打開K2后,穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強為p1,體積為V1。依題意,被活塞分開的兩部分氣體都經歷等溫過程。由玻意耳定律得
對B有
對于A有
聯(lián)立式得
,
(2)剛打開K3時,活塞上方氣體壓強變?yōu)榇髿鈮簭,則活塞下方氣體壓強大,活塞將上升。設活塞運動到頂部之前重新穩(wěn)定,令下方氣體與A中氣體的體積之和為V2()。由玻意耳定律得
得
則打開K3后活塞上會升直到B的頂部為止。
(3)活塞上升到B的頂部,令氣缸內的氣體壓強為,由玻意耳定律得
設加熱后活塞下方氣體的壓強為p3,氣體溫度從T1=300K升高到T2=320K的等容過程中,由查理定律得
聯(lián)立可得
p3=1.6p0
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【題目】如圖所示,左端封閉、右端開口的等臂U形玻璃管豎直放置,管內水銀在左管內封閉一段長l0-15cm、溫度為300K的空氣柱,左右兩管水銀面高度差為h0=10cm,大氣壓強為75cmHg。
(i)在溫度不變的條件下,需要從開口端加入多長的水銀柱才能使左右管的水銀面等高?
(i i)左右兩管內水銀面剛好相平后,即停止補充水銀,并給左管的氣體加熱,當右管內水銀面剛好上升到與管口齊平時,左管內氣體的溫度為多少?
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【題目】某載人宇宙飛船繞地球做圓周運動的周期為T,由于地球遮擋,宇航員發(fā)現有時間會經歷“日全食”過程,如圖所示已知地球的半徑為R,引力常量為G,地球自轉周期為T0,太陽光可看作平行光,則( )
A.宇宙飛船離地球表面的高度為2RB.一天內飛船經歷“日全食”的次數為
C.宇航員觀察地球的張角為60°D.地球的平均密度為
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【題目】如圖所示,半徑為a的圓內有一固定的邊長為1.5a的等邊三角形框架ABC,框架中心與圓心重合,S為位于BC邊中點處的狹縫.三角形框架內有一水平放置帶電的平行金屬板,框架與圓之間存在磁感應強度大小為B,方向垂直紙面向里的勻強磁場.一束質量為m、電量為q,不計重力的帶正電的粒子,從P點由靜止經兩板間電場加速后通過狹縫S,垂直BC邊向下進入磁場并發(fā)生偏轉.忽略粒子與框架碰撞時能量與電量損失.求:
(1)要使粒子進入磁場后第一次打在SB的中點,則加速電場的電壓為多大?
(2)要使粒子最終仍能回到狹縫S,則加速電場電壓滿足什么條件?
(3)回到狹縫S的粒子在磁場中運動的最短時間是多少?
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【題目】將一小球以20m/s的初速度豎直上拋,忽略空氣阻力,g=10m/s2,問:
(1)小球經過多長時間到達最高點;
(2)小球經過3s發(fā)生的位移和通過的路程?
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【題目】如圖所示為質譜儀的原理圖,一束粒子流由左端平行于P1、P2射入,粒子沿直線通過速度選擇器,已知速度選擇器的電場強度為E,磁感應強度為B1.粒子由狹縫S0進入勻強磁場B2后分為三束,它們的軌道半徑關系為,不計重力及粒子間的相互作用力,則下列說法中正確的是( 。
A.P1極板帶負電B.能通過狹縫S0的帶電粒子的速率等于
C.三束粒子在磁場B2中運動的時間相等D.粒子1的比荷大于粒子2的比荷
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【題目】如圖甲所示,豎直長直導線與其右側固定的矩形線框位于同一平面內,通過長直導線中的電流i隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示(取向下為電流正方向),關于線框中的感應電流及線框受到的安培力,下列說法正確的是( 。
A.時間內感應電流沿逆時針方向B.在時線框中的電流改變方向
C.時間內線框中的感應電流大小不變D.時間內線框受到的安培力方向保持不變
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【題目】如圖所示,平面直角坐標系xOy中,第一象限內半徑為R、圓心為O'的圓形區(qū)域剛好與x軸、y軸相切,S是其與x軸的切點,Q是其與y軸的切點,P是其邊界上的一點,且∠PO'Q=,圓形區(qū)域內有垂直坐標平面向里的勻強磁場;第二象限有沿一y方向的勻強電場。一個質量為m、電荷量為+q的帶電粒子,以速度v0從P點垂直磁場方向沿PO'射入圓形區(qū)域,經Q點進入第二象限,到達x軸上M點時速度方向與-x方向的夾角為。不計粒子重力。
(1)求圓形區(qū)域內磁感應強度大小B1和電場強度大小E;
(2)求粒子從P→Q→M運動的總時間t;
(3)若要讓粒子從M點離開后能夠沿再次進入圓形磁場,可以在x軸下方整個區(qū)域加垂直坐標平面的勻強磁場。求所加磁場磁感應強度B2的大小和方向。
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【題目】(1)某同學設計了如圖所示的裝置來探究牛頓第二定律,實驗時將拉力傳感器固定在水平放置的木板上,與細線相連,細線繞過定滑輪與水瓶相連,調節(jié)滑輪的高度,使細線平行于桌面。已知木板與桌面間的滑動摩擦力等于最大靜摩擦力。
①將質量為m0的木板右端移至與標識線MN對齊,在水瓶中加水直到木板剛要滑動時計下此時傳感器的示數F0,再加一定量的水,當拉力傳感器示數為F1時釋放木板,記錄木板右端運動到與MN間距為L的PQ處所用時間t,為減小誤差,多次測量取時間的平均值t,由此可知木板運動的加速度a=________。
②改變瓶中水的質量重復實驗,確定加速度a與拉力傳感器示數F1的關系。下列圖像能表示該同學實驗結果的是________。
③在保持m0一定的情況下,通過改變水瓶中水的質量來改變外力,與用鉤碼拉動小車相比較,其優(yōu)點是________。
A.可以改變滑動摩擦力的大小
B.可以更方便地獲取多組實驗數據
C.可以比較精確地測出滑動摩擦力的大小
D.可以獲得更大的加速度以提高實驗精度
④保持水瓶中水的質量一定時,通過在木板上疊放重物來改變其質量,這種情況下________(填“能”或“不能”)探究a和m0的關系。
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