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    20．如图所示，一水平放置的气缸，由截面积不同的两圆筒联接而成．活塞A、B用一长为3l的刚性细杆连接，B与两圆筒联接处相距l=1.0m，它们可以在筒内无摩擦地沿左右滑动．A、B的截面积分别为SA=30cm2、SB=15cm2．A、B之间封闭着一定质量的理想气体．两活塞外侧（A的左方和B的右方）都是大气，大气压强始终保持为P0=1.0×105Pa．活塞B的中心连一不能伸长的细线，细线的另一端固定在墙上．当气缸内气体温度为T1=540K，活塞A、B的平衡位置如图所示，此时细线中的张力为F1=30N．
    （i）现使气缸内气体温度由初始的540K缓慢下降，温度降为多少时活塞开始向右移动？
    （ii）继续使气缸内气体温度缓慢下降，温度降为多少时活塞A刚刚右移到两圆筒联接处？

    分析 （1）利用气态方程解题关键是确定状态，明确状态参量，根据活塞处于平衡状态，对其进行受力分析，可求出初始状态的压强，活塞开始移动时，细线上的作用力刚好为零，这是活塞移动的临界状态．
    （2）继续使气缸内气体温度下降时，被封闭气体压强不变，气体作等压变化．

    解答 解：（i）设气缸内气体压强为P1，F1为细线中的张力，则活塞A、B及细杆这个整体的平衡条件为：
    P0SA-P1SA+P1SB-P0SB+F1=0…①
    解得：P1=P0+$\frac{{F}_{1}}{{S}_{A}-{S}_{B}}$=1.2×105Pa…②
    由②式看出，只要气体压强：P1＞P0，细线就会拉直且有拉力，于是活塞不会移动．当气缸内气体等容，温度下降使压强降到P0时，细线拉力变为零，再降温时活塞开始向右移，设此时温度为T2，压强P2=P0．
    由查理定律得：$\frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{P}_{2}}{{T}_{2}}$…③
    代入数据解得：T2=450K…④
    （ⅱ）再降温，细线松了，要平衡必有气体压强：P=P0．
    是等压降温过程，活塞右移、体积相应减小，当A到达两圆筒联接处时，温度为T3，
    由盖吕萨克定律得：$\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$=$\frac{{V}_{3}}{{T}_{3}}$，$\frac{2{S}_{A}l+{S}_{B}l}{{T}_{2}}$=$\frac{3{S}_{B}l}{{T}_{3}}$…⑤
    代入数据解得：T1=270K…⑥；
    答：（i）现使气缸内气体温度由初始的540K缓慢下降，温度降为450K时活塞开始向右移动；
    （ii）继续使气缸内气体温度缓慢下降，温度降为270K时活塞A刚刚右移到两圆筒联接处．

    点评 利用气态方程解题关键是气体状态要明确，求出各个状态的温度、压强、体积然后列气体状态方程即可求解，尤其注意气体压强的求法．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．如图，A，B为两个并排放置在光滑水平面上的滑块，用水平力F1，F2分别推AB物体，已知F1=10N，F2=6N，A的质量大于B的质量，则AB之间的相互作用力F的大小满足（　　）
    A．6N＜F＜8NB．6N＜F＜10NC．8N＜F＜10ND．F=8N

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．关于物理学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　）
    A．奥斯特发现了电流的磁效应，并提出分子电流假说
    B．库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷e的数值
    C．牛顿发现万有引力定律，并通过实验测出了引力常量
    D．密立根精确地测得了元电荷e的数值

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    8．理论分析可得出弹簧的弹性势能公式Ep=$\frac{1}{2}$kx2（式中k为弹簧的幼度系数，x为弹簧长度的变化量）．为验证这一结论，A，B两位同学设计了以下的实验：

    ①两位同学首先进行了如图甲所示的实验，将一根轻质弹簧竖直挂起，在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球，稳定后测得弹簧的伸长量为d．
    次数M/kg|v22-v12|/m2s-2E/JF/NW/J
    10.5000.7600.1900.4000.200
    20.5001.650.4130.8400.420
    30.5002.40E31.22W3
    41.002.401.202.421.21
    51.002.841.422.661.43
    ②A同学完成步骤①后，接着进行了如图乙所示的实验，将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上，并把小铁球放在弹簧上，然后再竖直套上一根带有插销孔的长透明塑料管，利用插销压缩弹簧，拔掉插销时，弹簧对小球做功，使小球弹起，测得弹簧的压缩量x和小铁球上升的最大高度H．
    ③B同学完成步骤①后，接着进行了如图丙所示的实验：将弹簧放在水平桌上，一端固定在竖直的墙上，另一端被小铁球压缩，测得压缩量为x，释放弹簧后，小铁球从高为h的桌面上水平抛出，抛出的水平距离为L．
    （1）A、B两位同学进行如图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量，这个物理量是弹簧的劲度系数k，请用m，d，表示的物理量k=$\frac{mg}{d}$．
    （2）如果Ep=$\frac{1}{2}$kx2成立，那么：
    A同学测出的物理量x与d、H的关系式是x=$\sqrt{2dH}$；
    B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是x=L$\sqrt{\frac{d}{2h}}$．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    15．以下说法正确的是 （　　）
    A．卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{7}^{14}$N→${\;}_{8}^{17}$O${+}_{1}^{1}$H
    B．铀核裂变的核反应是${\;}_{92}^{235}$U→${\;}_{55}^{141}$Ba${+}_{36}^{92}$O${+}_{0}^{1}$n
    C．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3．两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是：（m1+m2-m3）c2
    D．原子从a、b两个能级的能量分别为Ea、Eb；且．Ea＞Eb；当原子从a能级状态跃迁到b能级状态时．发射光子波长λ=$\frac{hc}{{E}_{a}-{E}_{b}}$，（其中c为真空中的光速，h为普朗克常量）
    E．密立根通过油滴实验测出了元电荷的数值

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    5．用如图1所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验．实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度．

    （1）实验时先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是平衡小车运动中所受的摩擦阻力．
    （2）图2为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图3所示．已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=1.0 m/s2．（结果保留两位有效数字）
    （3）实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度．根据测得的多组数据画出a-F关系图线，如图2所示．此图线的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是C．（选填下列选项的序号）
    A．小车与平面轨道之间存在摩擦
    B．平面轨道倾斜角度过大
    C．所挂钩码的总质量过大
    D．所用小车的质量过大．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    12．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图1，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

    （1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和交流电源（填“交流”或“直流”）．
    （2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是D．
    A．放开小车，能够自由下滑即可
    B．放开小车，能够匀速下滑即可
    C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
    D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
    （3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是B．
    A．橡皮筋处于原长状态
    B．橡皮筋仍处于伸长状态
    C．小车在两个铁钉的连线处
    D．小车已过两个铁钉的连线
    （4）在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的GK部分进行测量（根据图2所示的纸带回答）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．一质点做匀加速直线运动，初速度为5m/s，加速度为3m/s2．试求该质点：
    （1）第5s末的速度；
    （2）前5s内的位移；
    （3）第5s内的位移．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．如图所示，光滑固定斜面C倾角为θ，质量均为m的两物块A、B一起以某一初速沿斜面向上做匀减速直线运动．已知物块A上表面是水平的，则在该减速运动过程中，下列说法正确的是（　　）
    A．物块A受到B的摩擦力水平向左
    B．物块B受到A的支持力做负功
    C．两物块A、B之间的摩擦力大小为mgsinθcosθ
    D．物块B的机械能减少

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