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【题目】如图所示,一定质量的理想气体被光滑的活塞封闭在导热良好的气缸内.活塞质量为m=20kg,横截面积为S=0.01m2.气缸与水平面成=30°角靠在墙上,活塞静止时,活塞下表面与气缸底部的距离L=48cm,此时气体的温度为27℃.已知外界大气压强p0=1.0X105Pa,并始终保持不变,重力加速度g=10m/s2.求:

(1)若将气缸缓慢地沿逆时针方向转到竖直位置,此时活塞下表面与气缸底部的距离;

(2)若将缸内气体的温度升高,为使活塞仍处于第(1)问的位置不变,可在活塞上表面均匀添放铁沙,当缸内温度为47℃时,添加在活塞上表面的铁沙质量是多少?

【答案】①44cm ②8kg

【解析】

①设竖直位置时活塞到气缸底部的距离为,对封闭气体,由等温过程有:

对活塞有,初态:

末态:

得:

②对气体在升温过程满足等容过程:

设铁沙质量为M,有:⑦得:

练习册系列答案
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【题目】如图所示,图线a是某一电源的U﹣I曲线,图线b是一定值电阻的U﹣I曲线.若将该电源与该定值电阻连成闭合电路(已知该电源的内阻r=2.0Ω),则说法错误的是( )

A. 该定值电阻为

B. 该电源的电动势为20V

C. 2只这种电阻串联作为外电阻,电源输出功率最大

D. 3只这种电阻并联作为外电阻,电源输出功率最大

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【题目】为了测量一节干电池的电动势和内电阻,实验室准备了下列器材供选用:

A.待测干电池一节

B.直流电流表(量程0 ~ 0.6 ~ 3 A0.6 A挡内阻为0.1Ω3 A挡内阻为0.02Ω

C.直流电压表(量程0 ~ 3 ~ 15 V3 V挡内阻为5 kΩ15 V挡内阻为25 kΩ

D.滑动变阻器(阻值范围为0 ~ 15Ω,允许最大电流为1A

E.滑动变阻器(阻值范围为0 ~ 1000Ω,允许最大电流为0.2 A

F.开关

G.导线若干

1 将如图所示中的器材,进行实物连线_______

2)为尽可能减少实验的误差,其中滑动变阻器选______(填代号);

3)根据实验记录,画出的U—I图线如图所示,从中可求出待测干电池的电动势为E=_____V,内电阻为r=______Ω

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【题目】2017426日,我国第一艘国产航母成功下水,标志着我国自主设计建造航空母舰取得重大阶段性成果。它的舰载机和辽宁舰一样采用的滑跃式起飞,滑跃式起飞和弹射式起飞在作战效能上有较大的差距的,弹射起飞是航母的主流,航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示.当固定线圈上突然通过直流电流时,线圈左侧的金属环被弹射出去。则下列说法正确的是( )

A. 合上开关S的瞬间,从右侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流

B. 若金属环固定,开关闭合瞬间将有扩张趋势

C. 若将金属环置于线圈的右侧,环将向右弹射

D. 若将电池正负极调换后,金属环不能向左弹射

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【题目】指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。

(1)如下图1所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱B可以分别与触点1、2、3接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表,下列说法中正确的是_________。(选填选项前面的字母)

A.当S接触点1时,多用电表处于测量电流的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔

B.当S接触点2时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔

C.当S接触点2时,多用电表处于测量电阻的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔

D.当S接触点3时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是红表笔

图1 图2

(2)用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图2所示。

A.若所选挡位为直流50mA挡,则示数为_______mA。

B.若所选挡位为电阻×10Ω挡,则示数为_______

(3)用表盘为图2所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选择以下必须的步骤,并按操作顺序逐一写出步骤的序号:________________

A.将红表笔和黑表笔接触

B.把选择开关旋转到“×100”位置

C.把选择开关旋转到“×1k”位置

D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点

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【题目】如图甲所示,P、Q为水平面内平行放置的金属长直导轨,间距为d,处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。一根质量为m、电阻为r的导体棒ef垂直放在P、Q导轨上,导体棒efP、Q导轨间的动摩擦因数为μ。质量为M的正方形金属框abcd的边长为L,每边电阻均为r,用细线悬挂在竖直平面内,ab边水平,金属框a、b两点通过细导线与导轨相连,金属框的上半部分处在磁感应强度大小为B、方向垂直框面向里的匀强磁场中,下半部分处在大小也为B、方向垂直框面向外的匀强磁场中,不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力。现用一电动机以恒定功率沿导轨方向水平牵引导体棒ef向左运动,从导体棒开始运动时计时,悬挂金属框的细线的拉力T随时间t的变化如图乙所示,求:

(1)t0时刻以后通过ab边的电流;

(2)t0时刻以后电动机牵引力的功率P;

(3)0t0时刻导体棒ef受到的平均合外力

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【题目】回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地推动了现代科学技术的发展。回旋加速器的原理如图所示,D1D2是两个正对的中空半圆金属盒,它们的半径均为R,且分别接在电压一定的交流电源两端,可在两金属盒之间的狭缝处形成变化的加速电场,两金属盒处于与盒面垂直、磁感应强度为B的匀强磁场中。A点处的粒子源能不断产生带电粒子,它们在两盒之间被电场加速后在金属盒内的磁场中做匀速圆周运动。调节交流电源的频率,使得每当带电粒子运动到两金属盒之间的狭缝边缘时恰好改变加速电场的方向,从而保证带电粒子能在两金属盒之间狭缝处总被加速,且最终都能沿位于D2盒边缘的C口射出。该回旋加速器可将原来静止的α粒子(氦的原子核)加速到最大速率v,使它获得的最大动能为Ek。若带电粒子在A点的初速度、所受重力、通过狭缝的时间及C口的口径大小均可忽略不计,且不考虑相对论效应,则用该回旋加速器( )

A. 能使原来静止的质子获得的最大速率为v

B. 能使原来静止的质子获得的动能为Ek

C. 加速质子的交流电场频率与加速α粒子的交流电场频率之比为11

D. 加速质子的总次数与加速α粒子总次数之比为21

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【题目】如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点.据此可知( )

A.三个等势面中,a的电势最高

B.带电质点通过P点时的电势能较Q点大

C.带电质点通过P点时的动能较Q点大

D.带电质点通过P点时的加速度较Q点大

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【题目】如图所示,竖直面内有水平线MN与竖直线PQ交于P点,O在水平线MN上,OP间距为d,一质量为m、电量为q的带正电粒子,从O处以大小为v0、方向与水平线夹角为θ=60的速度,进入大小为E1的匀强电场中,电场方向与竖直方向夹角为θ=60,粒子到达PQ线上的A点时,其动能为在O处时动能的4倍.当粒子到达A点时,突然将电场改为大小为E2,方向与竖直方向夹角也为θ=60的匀强电场,然后粒子能到达PQ线上的B点.电场方向均平行于MNPQ所在竖直面,图中分别仅画出一条电场线示意其方向。已知粒子从O运动到A的时间与从A运动到B的时间相同,不计粒子重力,已知量为mqv0d.求:

(1)粒子从OA运动过程中,电场力所做功W

(2)匀强电场的场强大小E1E2

(3)粒子到达B点时的动能EkB

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