【题目】如图所示,两个可导热的气缸竖直放置,它们的底部由一细管连通(忽略细管的容积)。两气缸各有一个活塞,质量分别为m1和m2,活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体,上方为真空。当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度h.(已知m1=2m,m2=m)
(1)在两活塞上同时各放一质量为m的物块,求气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假定环境温度始终保持为T0);
(2)在达到上一问的终态后,环境温度由T0缓慢上升到1.25T0,试问在这个过程中,气体对活塞做了多少功?(假定在气体状态变化过程中,两物块均不会碰到气缸顶部)。
【答案】(1)x=h(2)0.75mgh
【解析】试题分析:(1)开始时两缸内的气压相等,从而可得出两活塞的面积关系,两活塞上同时各加一质量为m的物块后,就打破了原有的平衡,面积小的活塞会下沉,直至面积小的活塞移到底部,再确定左侧气体的状态参量,整个过程是等温变化,由气体的状态方程可得出左缸气体的高度,即为两活塞的高度差.(2)缓慢升温气体发生等压变化,根据盖吕萨克定律求体积变化,求出活塞移动的距离,根据W=Fl求功
(1)设左、右活塞的面积分别为S'和S,由于气体处于平衡状态,故两活塞对气体的压强相等,即: ,由此得
在两个活塞上各加质量为m的物块后,假设左右两活塞仍没有碰到汽缸底部,
由平衡条件:P左=,P右=,P左<P右,
则右活塞降至气缸底部,所有气体都在左气缸中。
在初态,气体的压强为,体积为3Sh;在末态,气体压强为,体积为2xS(x为左活塞的高度)
由玻意耳定律得: ·3Sh=·2xS解得:x=h,即两活塞的高度差为x=h
(2)当温度由T0上升至T=1.25T0时,气体的压强不变,设x'是温度达到T时左活塞的高度,
由盖·吕萨克定律得:x'=x=1.25h活塞对气体做的功为:W= =3mg(x'-x)=0.75mgh
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【题目】下列叙述中符合物理学史的有( )
A. 汤姆孙通过研究阴极射线实验,发现了电子
B. 卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析,证实了原子是可以再分的
C. 查德威克通过对α粒子散射实验现象的分析,提出了原子的核式结构模型
D. 玻尔根据氢原子光谱分析,总结出了氢原子光谱可见光区波长公式
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【题目】如图所示,两端开口的汽缸水平固定,A、B是两个厚度不计的活塞,面积分别为S1=20cm2,S2=10cm2,它们之间用一根细杆连接,B通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M的重物C连接,静止时汽缸中的空气压强p=1.3×105Pa,温度T=540K,汽缸两部分的气柱长均为L.已知大气压强p0=1×105Pa,取g=10m/s2,缸内空气可看作理想气体,不计一切摩擦.求:
①重物C的质量M是多少;
②逐渐降低汽缸中气体的温度,活塞A将向缓慢右移动,当活塞A刚靠近D处而处于平衡状态时缸内气体的温度是多少.
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【题目】在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学组装了如图所示的装置.下列说法中正确的是( )
A. 小车释放时应靠近定滑轮
B. 平衡摩擦力时应将砝码盘与小车相连
C. 电磁打点计时器应使用低于6V的直流电源供电
D. 砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
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【题目】物体做竖直上抛运动后又落回地面,则( )
A.上升过程中,加速度方向向上,速度方向向上,相对于抛出点的位移方向向上.
B.下落过程中,加速度方向向下,速度方向向下,相对于抛出点的位移方向向下.
C.在最高点,加速度大小为零,速度大小为零.
D.到达最高点后,加速度方向不变,速度方向改变
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【题目】离子推进器是新一代航天动力装置,可用于卫星姿态控制和轨道修正。推进剂从图中P处注入,在A处电离出正离子,BC之间加有恒定电压,正离子进入B时的速度忽略不计,经加速后形成电流为I的离子束后从出口D处喷出。已知推进器获得的推力为F,单位时间内喷出的离子质量为J。为研究问题方便,假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力,忽略推进器运动速度。试求:加在BC间的电压U。
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【题目】如图所示,一光滑的轻滑轮用细绳OO/悬挂于O点,另一细绳跨过滑轮;其一端悬挂物块a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b,整个系统处于静止状态.若F方向不变,大小在一定范围内变化,物块b仍始终保持静止,则( )
A.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
B.绳OO'的张力也在一定范围内变化
C.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
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【题目】(多选)两个小球在光滑水平面上沿同一直线,同一方向运动,B球在前,A球在后,,,当A球与B球发生碰撞后,AB两球的速度可能为:( )
A. B.
C. D.
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【题目】在研究电磁感应现象的实验中,所用器材如图所示。
(1)请按实验的要求在实物图上连线__________(图中已连接好两根导线)
(2)电路连好后,闭合电键,下列说法中正确的是__________
A.只要将线圈A放在线圈B中不动就会引起电流计指针偏转一定角度
B.线圈A插入或拔出线圈B的速度越大,电流计指针偏转的角度越大
C.滑动变阻器的滑片P滑动越快,电流计指针偏转的角度越大
D.滑动变阻器的滑片P匀速滑动时,电流计指针不会发生偏转
(3)上述实验中,线圈A可等效为一个条形磁铁,将线圈B和灵敏电流计简化如图乙所示。当电流从正接线柱流入灵敏电流计时,指针向正接线柱一侧偏转。则乙图中灵敏电流计指针向__________接线柱方向偏转(填:正、负)。
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