【題目】如圖所示,內(nèi)壁光滑的氣缸固定在水平地面上,活塞的質(zhì)量為m=1kg、面積為S=10 cm2,一勁度系數(shù)為k=200 N/m的彈簧一端連接在活塞下表面的中心,另一端連接在地面上水平放置的力傳感器上,彈簧處于豎直狀態(tài)。已知活塞上方被封閉的理想氣體壓強(qiáng)為p1=8×104Pa,長(zhǎng)度為L=15cm,溫度為T=300 K,活塞下方的氣體和外界大氣是連通的,外界大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求彈簧的形變量;
(2)通過(guò)給電阻絲通電,緩慢升高封閉氣體的溫度,當(dāng)傳感器的示數(shù)大小和未加熱氣體時(shí)的示數(shù)大小相同時(shí),求此時(shí)封閉氣體的溫度。
【答案】(1)5cm (2)625K
【解析】
根據(jù)平衡條件與理想氣體狀態(tài)方程可以得出答案。
(1)對(duì)活塞受力分析如圖1所示,根據(jù)平衡條件有
代入數(shù)據(jù)求得F=10N , 彈簧彈力
F=kx
可得x=5cm;
(2)當(dāng)未加熱氣體時(shí),由第一問(wèn)分析可知,彈簧開(kāi)始時(shí)處于拉伸狀態(tài),緩慢升高封閉氣體溫度,當(dāng)傳感器的示數(shù)和未加熱氣體時(shí)的示數(shù)相同時(shí),彈簧處于壓縮狀態(tài),設(shè)此時(shí)封閉氣體壓強(qiáng)為。當(dāng)彈簧支持力為F=10N時(shí),此時(shí)彈簧壓縮量為△x=5cm,對(duì)活受力分析如圖2所示,根據(jù)平衡條件
可得封閉氣體壓強(qiáng)
p2=1.0×105Pa
此時(shí)封閉氣體長(zhǎng)度
根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程
可得T2=625K。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在粗糙的水平面上放著兩個(gè)木箱A和B,質(zhì)量分別為mA和mB,兩木箱之間連接一個(gè)輕彈簧秤,對(duì)木箱A施加水平向右的拉力F,兩木箱向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。兩木箱與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是
A.A對(duì)輕彈簧秤的作用力大于輕彈簧秤對(duì)A的作用力
B.輕彈簧秤對(duì)B的作用力大于B對(duì)輕彈簧秤的作用力
C.此時(shí)彈簧秤的示數(shù)
D.此時(shí)彈簧秤的示數(shù)-μmBg
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一木塊靜止在長(zhǎng)木板的左端,長(zhǎng)木板靜止在水平面上,木塊和長(zhǎng)木板的質(zhì)量相等均為M,木塊和長(zhǎng)木板之間、長(zhǎng)木板和地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ。一顆質(zhì)量為的子彈以一定速度水平射入木塊并留在其中,木塊在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng)的距離為L;靜止后第二顆相同的子彈以相同的速度射入長(zhǎng)木板并留在長(zhǎng)木板中,則( )
A.第一顆子彈射入木塊前瞬間的速度為
B.木塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
C.第二顆子彈射入長(zhǎng)木板后,長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
D.最終木塊靜止在距離長(zhǎng)木板左端L處
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,虛線和實(shí)線分別為甲、乙兩個(gè)彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象.則 ( )
A.任意時(shí)刻甲振子的位移都比乙振子的位移大
B.零時(shí)刻,甲、乙兩振子的振動(dòng)方向相同
C.前2秒內(nèi)甲、乙兩振子的加速度均為正值
D.第2秒末甲的速度達(dá)到其最大,乙的加速度達(dá)到其最大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在坐標(biāo)系xOy的第一象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ,第三象限存在垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ,第二象限內(nèi)存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第四象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),且第二象限和第四象限內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,從y軸上的A點(diǎn)(0,-R)沿x軸負(fù)方向射入第三象限,隨后從C點(diǎn)垂直于x軸進(jìn)入第二象限,然后從y軸上D點(diǎn)沿與y軸成45°角的方向離開(kāi)電場(chǎng),在磁場(chǎng)Ⅰ中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,從x軸上F點(diǎn)進(jìn)入第四象限,恰好又能從A點(diǎn)垂直y軸射入磁場(chǎng)Ⅱ,以后做周期性運(yùn)動(dòng)。不計(jì)粒子重力,求:
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小;
(2)磁場(chǎng)Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小;
(3)粒子的運(yùn)動(dòng)周期T。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,斜面和水平面由相同材料組成,質(zhì)量為m的小滑塊由斜面上A點(diǎn)靜止開(kāi)始釋放,它運(yùn)動(dòng)到水平面上C點(diǎn)時(shí)的速度為v1,最后停在D點(diǎn),F(xiàn)給小滑塊施加一個(gè)豎直向下的恒力F,仍讓小滑塊由A點(diǎn)靜止開(kāi)始釋放,它運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度為v2,忽略在B點(diǎn)因碰撞而損失的能量,水平面足夠長(zhǎng),以下判斷正確的是( )
A.v1=v2B.v1<v2
C.最后仍停在D點(diǎn)D.最后停在D點(diǎn)右側(cè)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率運(yùn)行。初速度大小為的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶。若從小物塊滑上傳送帶開(kāi)始計(jì)時(shí),小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的-圖像(以地面為參考系)如圖乙所示。已知>,則
A. 時(shí)刻,小物塊離A處的距離達(dá)到最大
B. 時(shí)刻,小物塊相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的距離達(dá)到最大
C. 0~時(shí)間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左
D. 0~時(shí)間內(nèi),小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,兩個(gè)水平寬度均為d=0.2m的相鄰區(qū)域Ⅰ、Ⅱ存在磁場(chǎng)和電場(chǎng),其中區(qū)域Ⅰ有勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T,區(qū)域Ⅱ有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)E。某帶正電微粒從區(qū)域Ⅰ的左側(cè)某點(diǎn)射入磁場(chǎng),入射速度大小v=103m/s,與水平方向成30°。已知微粒的比荷,不計(jì)重力。
(1)為了使微粒不從Ⅱ區(qū)域的右側(cè)射出電場(chǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E至少為多大;
(2)現(xiàn)將區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度改變?yōu)?/span>B'=0.2T,通過(guò)調(diào)節(jié)E的大小,微粒在整個(gè)場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同,求微粒從進(jìn)入到射出場(chǎng)區(qū)的最長(zhǎng)時(shí)間。(結(jié)果用根式表示)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,平行光滑金屬導(dǎo)軌ab、cd位于豎直平面內(nèi)兩導(dǎo)軌間距L=0.1m。在ac間接有一阻值R=0.08Ω的電阻,水平放置的導(dǎo)體棒PQ質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.02Ω,其它電阻不計(jì)。導(dǎo)體棒PQ由靜止開(kāi)始下落(始終與導(dǎo)軌緊密接觸),當(dāng)下落h=0.45m的高度時(shí),進(jìn)入方向水平且與導(dǎo)軌平面垂直的沿y方向逐漸減小而x方向不變的磁場(chǎng),若導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中以9m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,g=10m/s2,求:
(1)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小v0;
(2)導(dǎo)體棒從進(jìn)入磁場(chǎng)下落1m的過(guò)程中,電阻r上產(chǎn)生的熱量Qr;
(3)磁感強(qiáng)度B隨y變化的函數(shù)關(guān)系。
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