【題目】如圖所示,一根上粗下細(xì)、粗端與細(xì)端都粗細(xì)均勻的玻璃管上端封閉、下端開口,橫截面積S1=4S2,下端與大氣連通.粗管中有一段水銀封閉了一定質(zhì)量的理想氣體,水銀柱下表面恰好與粗管和細(xì)管的交界處齊平,空氣柱和水銀柱長(zhǎng)度均為h=4cm.現(xiàn)在細(xì)管口連接一抽氣機(jī)(圖中未畫出),對(duì)細(xì)管內(nèi)氣體進(jìn)行緩慢抽氣,最終使一半水銀進(jìn)入細(xì)管中,水銀沒有流出細(xì)管.已知大氣壓強(qiáng)為P0=76cmHg.
①求抽氣結(jié)束后細(xì)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng);
②抽氣過程中粗管內(nèi)氣體吸熱還是放熱?請(qǐng)說明原因.
【答案】①求抽氣結(jié)束后細(xì)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)P2=58cmHg;
②抽氣過程中粗管內(nèi)氣體吸熱,抽氣過程中,粗管內(nèi)氣體溫度不變,內(nèi)能不變,△U=W+Q=0,氣體體積增大,對(duì)外做功,W<0則Q>0,故氣體需要吸熱.
【解析】試題分析:(1)根據(jù)體積不變,求出水銀柱恰好一半進(jìn)入粗管中時(shí),水銀柱的高度,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程求解時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng),再根據(jù)平衡條件知細(xì)管里氣體壓強(qiáng);
(2)抽氣過程,封閉氣體發(fā)生等溫變化,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可以判定是吸熱還是放熱.
解:(1)緩慢抽氣過程,粗管內(nèi)氣體溫度不變,設(shè)抽氣后粗管內(nèi)氣體壓強(qiáng)為P3,細(xì)管內(nèi)壓強(qiáng)為P2,
由玻意耳定律知(P0﹣h)=P1(h+h)
P2=P1+()
解得P2=58cmHg;
(2)抽氣過程中,粗管內(nèi)氣體溫度不變,內(nèi)能不變,△U=W+Q=0,氣體體積增大,對(duì)外做功,W<0
則Q>0,故氣體需要吸熱.
答:①求抽氣結(jié)束后細(xì)管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)P2=58cmHg;
②抽氣過程中粗管內(nèi)氣體吸熱,抽氣過程中,粗管內(nèi)氣體溫度不變,內(nèi)能不變,△U=W+Q=0,氣體體積增大,對(duì)外做功,W<0則Q>0,故氣體需要吸熱.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,x軸在水平地面上,y軸豎直向上,在y軸上的P點(diǎn)分別沿x軸正方向和y軸正方向以相同大小的初速度拋出兩個(gè)小球a和b,不計(jì)空氣阻力,若b上行的最大高度等于P點(diǎn)離地的高度,則從拋出到落地,有( 。
A. a的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是b的運(yùn)動(dòng)時(shí)間的倍
B. a的位移大小是b的位移大小的倍
C. a,b落地時(shí)的速度相同,因此動(dòng)能一定相同
D. a,b落地時(shí)的速度不同,但動(dòng)能可能相同
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】節(jié)能的LED燈越來越普及,而驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光需要恒流源。如圖所示,電路中的電壓表、電流表都是理想電表,電源是一個(gè)恒流源(該恒流源輸出的電流大小方向都不變),在改變R2的過程中,電壓表的讀數(shù)為U,電流表A的讀數(shù)為I,電流表A1的讀數(shù)為I1,電流表A2的讀數(shù)為I2,它們的變化量的絕對(duì)值分別為ΔU、ΔI、ΔI1、ΔI2,以下說法正確的是( )
A. ,
B.
C.
D. 當(dāng)R2= R1時(shí),滑動(dòng)變阻器R2消耗的電功率最大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,間距為L的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌固定在斜面上,導(dǎo)軌一端接入阻值為R的定值電阻,t=0時(shí),質(zhì)量為m的金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,t=T時(shí),金屬棒的速度恰好達(dá)到最大值vm,整個(gè)裝置處于垂直斜面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,金屬棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,金屬棒及導(dǎo)軌的電阻不計(jì),下列說法正確的是( )
A. 時(shí),金屬棒的速度大小為
B. 0~T的過程中,金屬棒機(jī)械能的減少量等于R上產(chǎn)生的焦耳熱
C. 電阻R在0~內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱小于~T內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱
D. 金屬棒0~內(nèi)機(jī)械能的減少量大于~T內(nèi)機(jī)械能的減少量
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【題目】2017年6月,我國(guó)發(fā)射了宇宙探測(cè)衛(wèi)星“慧眼”.衛(wèi)星攜帶的硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡(Hard X-ray Modulation Telescope,簡(jiǎn)稱HXMT)在離地550公里的軌道上觀察遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的X射線,為宇宙起源研究提供了新的證據(jù).則“慧眼”的
A. 角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度 B. 線速度小于第一宇宙速度
C. 周期大于同步衛(wèi)星的周期 D. 向心加速度小于地面的重力加速度
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【題目】理論研究表明暗物質(zhì)湮滅會(huì)產(chǎn)生大量高能正電子,所以在宇宙空間探測(cè)高能正電子是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)的一種方法.如圖為我國(guó)某研究小組為暗物質(zhì)探測(cè)衛(wèi)星設(shè)計(jì)的探測(cè)器截面圖:開口寬為的正方形鋁筒,下方區(qū)域I、Ⅱ?yàn)閮上噜彽姆较蛳喾吹膭驈?qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域Ⅲ為勻強(qiáng)電場(chǎng),寬度都為d,磁感應(yīng)強(qiáng)度都為B,電場(chǎng)強(qiáng)度.經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間,儀器能接收到平行鋁筒射入的不同速率的正電子,其中部分正電子將打在介質(zhì)MN上,其速度方向與MN的夾角為θ.已知正電子的質(zhì)量為m,電量為+e,不考慮相對(duì)論效應(yīng)及電荷間的相互作用.
(1)求能到達(dá)電場(chǎng)區(qū)域的正電子的最小速率;
(2)在區(qū)域Ⅱ和Ⅲ的分界線上寬度為的區(qū)域有正電子射入電場(chǎng),求正電子的最大速率;
(3)某段時(shí)間內(nèi)MN只記錄到三種θ角,其中兩種對(duì)應(yīng)于上述最小速率和最大速率的正電子,還有一種θ的正切值為.為使這些正電子在MN上的落點(diǎn)區(qū)域不可能重疊,求L的最小值.
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【題目】如圖所示,水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一絕緣斜面,一帶電金屬滑塊以Ek0=30 J的初動(dòng)能從斜面底端A沖上斜面,到頂端B時(shí)返回,已知滑塊從A滑到B的過程中克服摩擦力做功10 J,克服重力做功24 J,則( )
A. 滑塊帶正電,上滑過程中電勢(shì)能減小4 J
B. 滑塊上滑過程中機(jī)械能增加4 J
C. 滑塊上滑到斜面中點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能增加14 J
D. 滑塊返回到斜面底端時(shí)動(dòng)能為15 J
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【題目】太空行走又稱為出艙活動(dòng)。狹義的太空行走即指航天員離開載人航天器乘員艙,只身進(jìn)入太空的出艙活動(dòng)。假設(shè)某宇航員出艙離開飛船后身上的速度計(jì)顯示其對(duì)地心的速度為v,該航天員從離開艙門到結(jié)束太空行走所用時(shí)間為t,已知地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g,則( )
A. 航天員在太空行走時(shí)可模仿游泳向后劃著前進(jìn)
B. 該航天員在太空“走”的路程估計(jì)只有幾米
C. 該航天員離地高度為
D. 該航天員的加速度為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)想用伏安法測(cè)定一塊精度很高的電壓表V(量程3V,內(nèi)阻20kΩ~40kΩ)的內(nèi)阻。并將其改裝成歐姆表,現(xiàn)有器材如下:
A.直流電源E(電動(dòng)勢(shì)4V.內(nèi)阻不計(jì));
B.電流表(量程150μA,內(nèi)阻約2kΩ);
C.電流表量程6mA,內(nèi)阻約300Ω);
D.電流表(量程0.6A,內(nèi)阻約1.0Ω);
E.滑動(dòng)變阻器(最大阻值10kΩ);
F.滑動(dòng)變阻器(最大阻值5Ω);
G.開關(guān)S.導(dǎo)線若干。
(1)為使實(shí)驗(yàn)誤差盡量減小,要求電壓表示數(shù)從零開始變化且多取幾組數(shù)據(jù),電流表應(yīng)選用 ________;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用 ________ ;(填器材代號(hào))
(2)為達(dá)到上述目的,請(qǐng)?jiān)趫D甲的虛框中面出實(shí)驗(yàn)電路原理圖_____________ ,要求滑動(dòng)變阻器滑片由a向b移動(dòng)時(shí)電壓表的示數(shù)逐漸增大。
(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得電壓表的內(nèi)阻為24.0kΩ,該同學(xué)用這電表與上述電源E及其中的一個(gè)滑動(dòng)變阻器改裝為歐姆表,并將電壓表表盤換成直接表示電阻的歐姆表表盤,如圖乙,則電壓表表盤上2V處對(duì)應(yīng)的電阻示數(shù)為________ kΩ。
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