【題目】如圖所示,一活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在固定導(dǎo)熱汽缸內(nèi),活塞可沿汽缸無摩擦地滑動,活塞橫截面積為S=0.01 m2、質(zhì)量為m=10 kg,活塞距離汽缸底部的距離為h0=10 cm,外界大氣壓強p0=1.0×105 Pa,環(huán)境溫度為t0=27 ℃,g=10 m/s2。
(ⅰ)當(dāng)環(huán)境溫度緩慢升高至57 ℃時,試比較此過程中氣體吸收的熱量Q與物體內(nèi)能變化量ΔU的大小關(guān)系。
(ⅱ)當(dāng)環(huán)境溫度升高至57 ℃時,為使活塞距離汽缸底部的距離仍為10 cm,可使汽缸水平向右做勻加速直線運動,此時加速度應(yīng)為多大?
【答案】(ⅰ)Q>ΔU (ⅱ)10 m/s2
【解析】試題分析:氣體等圧膨脹,溫度升高,體積增大,對外做功,內(nèi)能增加,根據(jù)熱力學(xué)第一定律分析比較此過程中氣體吸收的熱量Q與物體內(nèi)能變化△U的大小關(guān)系;氣體等容變化,根據(jù)查理定律求出末態(tài)的壓強,再以活塞為研究對象求出加速度。
(ⅰ)活塞在氣缸內(nèi)無摩擦滑動,緩慢升溫過程中,氣缸內(nèi)的氣體壓強等于大氣壓,氣體發(fā)生等圧変化,溫度升高,內(nèi)能增加△U>0,體積變大,氣體對外做功W<0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律,△U=W+Q,氣體吸熱,且Q>△U
(ⅱ)活塞距離汽缸底部的距離仍為10 cm,由查理定律得:
即:
解得p=1.1×105 Pa
對活塞,由牛頓第二定律得
代入數(shù)據(jù)解得:a=10 m/s2
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某實驗小組利用如圖所示的裝置進行實驗,鉤碼A和B(均可視為質(zhì)點)分別系在一條跨過輕質(zhì)定滑輪的軟繩兩端,在A的上面套一個比它大一點的環(huán)形金屬塊C(也可視為質(zhì)點),在距地面為h處有一寬度略大于B的狹縫,鉤碼B能通過狹縫,在狹縫上放有一個外徑略大于縫寬的環(huán)形金屬塊D(也可視為質(zhì)點),B與D碰撞后粘在一起,摩擦忽略不計。開始時B距離狹縫的高度為h1,放手后,A、B、C從靜止開始運動,A、B、C、D的質(zhì)量相等。(B、D碰撞過程時間很短,忽略不計)
(1)利用計時儀器測得鉤碼B通過狹縫后上升h2用時t1,則鉤碼B碰撞后瞬間的速度為_________(用題中字母表示);
(2)若通過此裝置驗證機械能守恒定律,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,若碰前系統(tǒng)的機械能守恒,則需滿足的等式為_________(用題中字母表示)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,用兩根金屬絲彎成一光滑半圓形軌道,豎直固定在地面上,其圓心為O、半徑為R.軌道正上方離地h處固定一水平長直光滑桿,桿與軌道在同一豎直平面內(nèi),桿上P點處固定一定滑輪,P點位于O點正上方.A、B是質(zhì)量均為m的小環(huán),A套在桿上,B套在軌道上,一條不可伸長的細(xì)繩繞過定滑輪連接兩環(huán).兩環(huán)均可看做質(zhì)點,且不計滑輪大小與質(zhì)量.現(xiàn)在A環(huán)上施加一個水平向右的力F,使B環(huán)從地面由靜止沿軌道上升.則: ( )
A.緩慢提升B環(huán)至D點,F(xiàn)一直減小
B.A環(huán)動能的增加等于B環(huán)機械能的減少
C.B環(huán)被拉到與A環(huán)速度大小相等時,sin∠OPB=
D.若F為恒力,且作用足夠長時間,B環(huán)可能會經(jīng)過D點之后將會沿半圓形軌道運動至右側(cè)最低點,然后沿軌道返回左側(cè)最低點,之后將重復(fù)運動
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【題目】如圖所示,噴灑農(nóng)藥用的某種噴霧器.其藥液桶的總?cè)莘e為15L,裝入藥液后,封閉在藥液上方的空氣體積為2L,打氣筒活塞每次可以打進1atm、150cm3的空氣,忽略打氣和噴藥過程氣體溫度的變化.
(i)若要使氣體壓強增大到2.5atm,應(yīng)打氣多少次?
(ii)如果壓強達(dá)到2.5atm時停止打氣,并開始向外噴藥,那么當(dāng)噴霧器不能再向外噴藥時,桶內(nèi)剩下的藥液還有多少升?
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【題目】如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖,若已知這列波周期為1 s,則下列判斷中正確的是
A. 這列波的振幅為8 cm
B. 這列波的波速為4 m/s
C. 圖示時刻x =2 m處的質(zhì)點沿y軸正方向運動
D. 圖示時刻x =5 m處質(zhì)點的加速度大小為零
E. 從圖示時刻開始再經(jīng)過1.5 s,x=12 m處的質(zhì)點剛好從平衡位置開始向y軸正方向運動
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【題目】如圖所示,光滑細(xì)桿上套有兩個質(zhì)量均為m的小球,兩球之間用輕質(zhì)彈簧相連,彈簧原長為L,用長為2L 的細(xì)線連結(jié)兩球,F(xiàn)將質(zhì)量為M 的物塊用光滑的鉤子掛在細(xì)線上,從細(xì)線繃直開始釋放,物塊向下運動。則物塊
A. 運動到最低點時,小球的動能為零
B. 速度最大時,彈簧的彈性勢能最大
C. 速度最大時,桿對兩球的支持力為(M+2m)g
D. 運動到最低點時,桿對兩球的支持力小于(M+2m)g
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)量為0.2kg 的小球以6m/s 的速度豎直向下落至水平地面,經(jīng)0.2s 后,再以4m/s 的速度反向彈回。取豎直向上為正方向,g=10m/s2。求:
①小球與地面碰撞前后的動量變化;
②小球受到地面的平均作用力大小。
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【題目】某娛樂項目中,參與者拋出一小球去接觸觸發(fā)器,從而進入下一關(guān).現(xiàn)在將這個娛樂項目進行簡化,假設(shè)參與者從觸發(fā)器的正下方以速率豎直上拋一小球,小球恰好接觸觸發(fā)器.若參與者從與剛才相同的高度以相同的速率拋出小球,小球沿如下A、B、C、D四個不同的光滑軌道運動,如圖所示.小球能接觸觸發(fā)器的可能是哪一個( )
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【題目】(I)“驗證力的平行四邊形定則”實驗中,部分實驗步驟如下,請完成有關(guān)內(nèi)容:
A.將一根橡皮筋一端固定在貼有白紙的豎直平整木板上,另一端拴上兩根細(xì)繩套。
B.其中一根細(xì)繩套掛上5個質(zhì)量相等的鉤碼,使橡皮筋拉伸,如圖甲所示,記錄:鉤碼個數(shù)、細(xì)線的方向、___
C.將步驟B中的鉤碼取下,分別在兩根細(xì)繩套上掛上4個和3個質(zhì)量相等的鉤碼,用兩光滑硬棒B、C使兩細(xì)線互成角度,如圖乙所示,小心調(diào)整B、C的位置,使兩次結(jié)點位置重合,記錄;_______
(2)如果“力的平行四邊形定則”得到驗證,那么圖乙中=______
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