【題目】如圖所示，某小組在一次實(shí)驗(yàn)中，將底面積S=30cm2、導(dǎo)熱性良好的薄壁圓筒開口向下豎直緩慢地放入水中，筒內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體(可視為理想氣體)。當(dāng)筒底與水面相平時(shí)，圓筒恰好靜止在水中，此時(shí)水的溫度t1=7℃，筒內(nèi)氣柱的長(zhǎng)度h1=14cm，若大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g大小取10m/s2。(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)

(i)當(dāng)水的溫度緩慢升高至27℃時(shí)，筒底露出水面一定高度。該過程中，氣體吸收的熱量為5J，則氣體的內(nèi)能變化了多少?

(ii)若水溫升至27℃后保持不變，用力將圓筒緩慢下移至某一位置(水足夠深)，撤去該力后圓筒恰能靜止，求此時(shí)筒底到水面的距離H。

【答案】（i）（ii）

【解析】（1）設(shè)溫度升高后圓筒內(nèi)外液面高度差為 ，圓筒的截面積為S、質(zhì)量為m，分析可知封閉氣體的初態(tài)參量： ，

封閉氣體的末態(tài)參量： ,

由等壓變化規(guī)律 知：

此時(shí)筒底露出水面的高度為1cm

外界對(duì)氣體做功

代入數(shù)據(jù)得：

對(duì)被封閉氣體由熱力學(xué)第一定律

知：

即該過程中氣體內(nèi)能增加了

（2）設(shè)圓筒懸浮時(shí)封閉氣體的長(zhǎng)度為

筒底恰與水面齊平時(shí)有：

圓筒后來平衡時(shí)有 ，所以

即圓筒恰齊平水面到后來懸浮水中為等容變化

筒底恰與水面齊平時(shí)的狀態(tài)參量為： ，

懸浮時(shí)氣體的狀態(tài)參量為 ，

由等容變化規(guī)律 知：

即后來圓筒懸浮于水中時(shí)筒底距水面高度為72.4cm

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在某一真空空間內(nèi)建立xOy坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系y軸右側(cè)加有如圖(b)所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，取方向向外為正， 后該空間不存在磁場(chǎng)．在t＝0時(shí)刻，從原點(diǎn)O處向第一象限發(fā)射一比荷為的帶正電粒子(重力不計(jì))，速度大小v0＝103 m/s、方向與x軸正方向成30°角，設(shè)P點(diǎn)為粒子從O點(diǎn)飛出后第2次經(jīng)過x軸的位置．則

(1)OP間的距離為多大；

(2)如果將磁場(chǎng)撤去，在y軸右側(cè)加上平行于紙面，垂直于入射速度方向且斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子仍從O點(diǎn)以與原來相同的速度v0射入，粒子也經(jīng)過P點(diǎn)，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小(保留整數(shù)).

【答案】(1)OP=0.6m (2)E＝222 N/C

【解析】試題分析：粒子先做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在時(shí)刻偏轉(zhuǎn)方向改變；后不存在磁場(chǎng)則粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，畫出軌跡結(jié)合幾何知識(shí)求再次經(jīng)過x軸的坐標(biāo)，得到OP間的距離；如果換做勻強(qiáng)電場(chǎng)，粒子做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)公式列式求解即可．

(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑

周期

磁場(chǎng)變化的半周期為

運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系知

且O1O2平行于x軸，DE垂直于x軸．

中，

則

(2)當(dāng)加上電場(chǎng)時(shí)，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)，粒子沿速度v0方向的位移

粒子在垂直于速度v0方向的位移

根據(jù)類平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)

根據(jù)牛頓第二定律有

聯(lián)立得E=222 N/C

【點(diǎn)睛】本題第一問關(guān)鍵是結(jié)合牛頓第二定律求解軌半徑和周期，然后畫出運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合幾何關(guān)系求解；第二問是平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋位移公式列式求解即可。

【題型】解答題
【結(jié)束】
62

【題目】下列說法正確的是________

A．晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)

B．空氣相對(duì)濕度大，就是空氣中水蒸氣含量高

C．若非理想氣體從外界吸收的熱量等于膨脹對(duì)外界做的功，則氣體分子的平均動(dòng)能一定減小

D．空調(diào)機(jī)在制冷過程中，從室內(nèi)吸收的熱量等于向室外放出的熱量

E．空中下落的雨滴呈球形是因?yàn)橐后w有表面張力

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一圓柱形絕熱容器豎直放置，通過絕熱活塞封閉著溫度為T1的理想氣體，活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，與容器底部相距h.現(xiàn)通過電熱絲給氣體加熱一段時(shí)間，使活塞緩慢上升且氣體溫度上升到T2，若這段時(shí)間內(nèi)氣體吸收的熱量為Q，已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，求：

①氣體的壓強(qiáng)．

②這段時(shí)間內(nèi)活塞緩慢上升的距離是多少？

③這段時(shí)間內(nèi)氣體的內(nèi)能變化了多少？

【答案】① ② ③

【解析】①活塞受力分析如圖，由平衡條件得P=P0+mg/S

②設(shè)溫度為t2時(shí)活塞與容器底部相距h2.因?yàn)闅怏w做等壓變化，由蓋—呂薩克定律 得：

由此得：

活塞上升了Δh＝h2－h1＝

③ 氣體對(duì)外做功為W＝PS·Δh＝(p0+)·S·＝(P0S＋mg)

由熱力學(xué)第一定律可知ΔU＝Q－W＝Q－(P0S＋mg)

【題型】解答題
【結(jié)束】
112

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻的圖象如圖甲所示，從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖乙所示，則以下說法正確的是_______

A．這列波沿x軸負(fù)向傳播

B．這列波的波速是25 m/s

C．質(zhì)點(diǎn)P將比質(zhì)點(diǎn)Q先回到平衡位置

D．經(jīng)過Δt＝0.4 s，A質(zhì)點(diǎn)通過的路程為4 m

E．經(jīng)過Δt＝0.8 s，A質(zhì)點(diǎn)通過的位移為8 m

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一質(zhì)量為m的活塞將理想氣體密封在足夠高的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)，活塞用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧懸掛于天花板上，系統(tǒng)靜止時(shí)，活塞與汽缸底部高度差為L0，彈簧的彈力為3mg.現(xiàn)用左手托住質(zhì)量為2m的物塊，右手將物塊用輕繩掛于汽缸底部，然后左手緩慢下移，直至離開物塊．外界大氣壓恒為p0，活塞的橫截面積為S，重力加速度大小為g，不計(jì)一切摩擦和缸內(nèi)氣體的質(zhì)量，環(huán)境溫度保持不變．求汽缸底部掛上物塊后穩(wěn)定時(shí)，汽缸下降的高度h.

【答案】

【解析】設(shè)汽缸的質(zhì)量為M，則Mg＋mg=3mg，得M=2m

汽缸底部掛上物塊穩(wěn)定后，以活塞和汽缸為研究對(duì)象，由受力平衡得

得

掛物塊前，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)

掛上物塊后穩(wěn)定時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)

根據(jù)玻意耳定律有

掛物塊前，彈簧的伸長(zhǎng)量

掛上物塊后穩(wěn)定時(shí)，汽缸下降的高度

【題型】解答題
【結(jié)束】
163

【題目】在以下各種說法中，正確的是________

A．變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)；變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)

B．相對(duì)論認(rèn)為：真空中的光速大小在不同慣性參照系中都是相同的

C．橫波在傳播過程中，波峰上的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到相鄰的波峰所用的時(shí)間為一個(gè)周期

D．機(jī)械波和電磁波本質(zhì)上不相同，但它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象

E．如果測(cè)量到來自遙遠(yuǎn)星系上某些元素發(fā)出的光波波長(zhǎng)比地球上這些元素靜止時(shí)發(fā)出的光波波長(zhǎng)長(zhǎng)，這說明該星系正在遠(yuǎn)離我們而去

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，在水平道路上，質(zhì)量為5×103kg的拖車將另一同質(zhì)量的故障車拖移。用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩將兩車連接。行駛時(shí)車所受阻力為車重的0.25倍。當(dāng)拖車拖動(dòng)故障車一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，拖車輸出功率為2×105W。在勻速行駛過程中，拖車司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有一障礙物便緊急剎車，司機(jī)反應(yīng)時(shí)間為0.4s，此后拖車水平方向只受到阻力，大小為其重力的0.5倍。故障車所受阻力保持不變。重力加速度g大小取10m／s2。

(1)若拖車停止時(shí)恰好與前方的障礙物不相撞，求拖車司機(jī)看到障礙物時(shí)距障礙物多遠(yuǎn)；

(2)在這一過程中，拖車和故障車不能相撞，則拖車的繩長(zhǎng)至少是多少?

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用一段橫截面半徑為r、電阻率為ρ、密度為d的均勻?qū)w材料做成一個(gè)半徑為R(rR)的圓環(huán)．圓環(huán)豎直向下落入如圖所示的徑向磁場(chǎng)中，圓環(huán)的圓心始終在N極的軸線上，圓環(huán)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B.圓環(huán)在加速下落過程中某一時(shí)刻的速度為v，忽略電感的影響，則(　　)

A. 此時(shí)在圓環(huán)中產(chǎn)生了(俯視)順時(shí)針的感應(yīng)電流

B. 圓環(huán)因受到了向下的安培力而加速下落

C. 此時(shí)圓環(huán)的加速度

D. 如果徑向磁場(chǎng)足夠長(zhǎng)，則圓環(huán)的最大速度

【答案】AD

【解析】試題分析：根據(jù)切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式求出整個(gè)環(huán)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小，根據(jù)歐姆定律求出電流的大小，根據(jù)安培力大小，結(jié)合牛頓第二定律求出加速度，當(dāng)加速度為零時(shí)，速度最大．

根據(jù)右手定則，右圖中，環(huán)左端面電流方向垂直紙面向里，右端電流方向向外，則有（俯視）順時(shí)針的感應(yīng)電流，結(jié)合左手定則可知，環(huán)受到的安培力向上，阻礙環(huán)的運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤B正確；圓環(huán)落入磁感應(yīng)強(qiáng)度B的徑向磁場(chǎng)中，垂直切割磁感線，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，圓環(huán)的電阻為，圓環(huán)中感應(yīng)電流為，圓環(huán)所受的安培力大小為，此時(shí)圓環(huán)的加速度為，，得，C錯(cuò)誤．當(dāng)圓環(huán)做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培力與重力相等，速度最大，即有，則得，解得，D正確．

【題型】多選題
【結(jié)束】
106

【題目】“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)．圖(甲)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，選取其中連續(xù)的計(jì)時(shí)點(diǎn)標(biāo)為A、B、C……G、H、I，對(duì)BH段進(jìn)行研究．

(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz，則紙帶上打相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為________．

(2)用刻度尺測(cè)量距離時(shí)如圖(乙)，讀出A、C兩點(diǎn)間距為________cm，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度vB＝________m/s(保留三位有效數(shù)字)．

(3)若H點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為vH，重物下落的高度為hBH，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，為完成實(shí)驗(yàn)，要比較與________的大小(用字母表示)．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為“驗(yàn)證動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)裝置．鉤碼質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量M＝300g．實(shí)驗(yàn)中用鉤碼重力的大小作為細(xì)繩對(duì)小車?yán)Φ拇笮。畬?shí)驗(yàn)主要過程如下：

①安裝實(shí)驗(yàn)裝置；

②分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，求出小車的速度；

③計(jì)算小車的動(dòng)能增量和對(duì)應(yīng)細(xì)繩拉力做的功，判斷兩者是否相等．

(1)以下關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中正確的是________．

A．調(diào)整滑輪高度使細(xì)繩與木板平行

B．為消除阻力的影響，應(yīng)使木板右端適當(dāng)傾斜

C．在質(zhì)量為10g、50g、80g的三種鉤碼中，挑選質(zhì)量為80g的鉤碼掛在掛鉤P上最為合理

D．先釋放小車，然后接通電源，打出一條紙帶

(2)在多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中選擇點(diǎn)跡清晰的一條．測(cè)量如圖，打點(diǎn)周期為T，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g.用題中的有關(guān)字母寫出驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式________．

(3)寫出兩條引起實(shí)驗(yàn)誤差的原因________________________；________________________.

【答案】 AB 長(zhǎng)度測(cè)量的誤差 用mg代替繩子的拉力

【解析】解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，了解平衡摩擦力的方法；由勻變速運(yùn)動(dòng)的推論求出滑塊的瞬時(shí)速度，代入動(dòng)能定理表達(dá)式即可正確解題。

(1)小車運(yùn)動(dòng)中受到重力、支持力、繩的拉力、摩擦力四個(gè)力的作用．首先若要使小車受到合力等于繩上的拉力，必須保證：摩擦力被平衡、繩的拉力平行于接觸面，故A、B正確；在保證鉤碼重力等于細(xì)繩上的拉力及上述前提下對(duì)小車有：，對(duì)鉤碼：，解之有，可見只有當(dāng)時(shí)才有 ，故應(yīng)選用10g的鉤碼最為合理，C錯(cuò)誤．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用要求是先接通電源，待其工作穩(wěn)定后再釋放小車，D錯(cuò)誤．

(2)由題圖知、，故動(dòng)能變化量為，合力所做功，故需驗(yàn)證的式子為

(3)從產(chǎn)生的偶然誤差考慮有長(zhǎng)度測(cè)量的誤差；從系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的角度考慮有用mg代替繩子的拉力、電源頻率不穩(wěn)定、摩擦力未完全被平衡等引起的誤差(答案合理皆可)．

【題型】實(shí)驗(yàn)題
【結(jié)束】
90

【題目】某探究小組要盡可能精確地測(cè)量電流表○A1 的滿偏電流，可供選用的器材如下：

A.待測(cè)電流表A1 (滿偏電流Imax約為800 μA、內(nèi)阻r1約為100Ω，表盤刻度均勻、總格數(shù)為N)

B.電流表A2 (量程為0.6 A、內(nèi)阻r2＝0.1Ω)

C.電壓表V (量程為3V、內(nèi)阻RV＝3kΩ)

D.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20 Ω)

E.電源E(電動(dòng)勢(shì)有3V、內(nèi)阻r約為1.5Ω)

F.開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干

(1)該小組設(shè)計(jì)了圖甲、圖乙兩個(gè)電路圖，其中合理的是________(選填“圖甲”或“圖乙”)．

(2)所選合理電路中虛線圈處應(yīng)接入電表________(選填“B”或“C”)．

(3)在開關(guān)S閉合前，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片P置于________端(選填“a”或“b”)．

(4)在實(shí)驗(yàn)中，若所選電表的讀數(shù)為Z，電流表A1的指針偏轉(zhuǎn)了n格，則可算出待測(cè)電流表A1的偏電流Imax＝________.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】資料記載，海嘯波浪海嘯波是重力長(zhǎng)波，波長(zhǎng)可達(dá)100公里以上；它的傳播速度等于重力加速度g與海水深度乘積的平方根，使得在開闊的深海區(qū)低于幾米的一次單個(gè)波浪，到達(dá)淺海區(qū)波長(zhǎng)減小，振幅增大，掀起10-40米高的拍岸巨浪，有時(shí)最先到達(dá)的海岸的海嘯可能是波谷，水位下落，暴露出淺灘海底；幾分鐘后波峰到來，一退一進(jìn)，造成毀滅性的破壞。

(i)在深海區(qū)有一海嘯波（忽略海深度變化引起的波形變化）如圖甲，實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖，虛線是t =900s后首次出現(xiàn)的波形圖．已知波沿x軸正方向傳播，波源到淺海區(qū)的水平距離s1=1.08萬公里，求海嘯波到淺海區(qū)的時(shí)間t1。

(ii)在淺海區(qū)有一海嘯波（忽略海深度變化引起的波形變化）如圖乙，海嘯波從進(jìn)入淺海區(qū)到達(dá)海岸的水平距離為s2，寫出該海嘯波的表達(dá)式和波谷最先到達(dá)海岸的關(guān)系式。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】酒后駕駛會(huì)導(dǎo)致許多安全隱患，其中之一是駕駛員的反應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)，“反應(yīng)時(shí)間”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到開始采取制動(dòng)的時(shí)間．下表中“反應(yīng)距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動(dòng)的時(shí)間內(nèi)汽車行駛的距離；“剎車距離”是指駕駛員從踩下剎車踏板制動(dòng)到汽車停止的時(shí)間內(nèi)汽車行駛的距離．某次實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)如表所示，求：

(1)駕駛員酒后反應(yīng)時(shí)間比正常情況下多多少？

(2)汽車剎車時(shí)，加速度大小。

【答案】(1)0.4s (2)7.5m/s2

【解析】（1）在制動(dòng)之前汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，由正常情況下的思考距離S與速度v，則由S=vt可得

在制動(dòng)之前汽車做勻速運(yùn)動(dòng)，由酒后情況下的思考距離S與速度v，則有

則酒后比正常情況下多0.4s；

（2）汽車制動(dòng)時(shí)做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，初速度v0＝15 m/s，末速度v＝0，位移x＝15 m, 由v2－v02＝2ax，得 ，加速度大小為7.5 m/s2

【題型】解答題
【結(jié)束】
160

【題目】（18分）如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直銅環(huán)所在的平面，導(dǎo)體棒a的一端固定在銅環(huán)的圓心O處，另一端緊貼圓環(huán)，可繞O勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．通過電刷把銅環(huán)、環(huán)心與兩豎直平行金屬板P、Q連接成如圖所示的電路，R1、R2是定值電阻．帶正電的小球通過絕緣細(xì)線掛在兩板間M點(diǎn)，被拉起到水平位置；合上開關(guān)K，無初速度釋放小球，小球沿圓弧經(jīng)過M點(diǎn)正下方的N點(diǎn)到另一側(cè)．

已知：磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；a的角速度大小為ω，長(zhǎng)度為l，電阻為r；R1=R2=2r，銅環(huán)電阻不計(jì)；P、Q兩板間距為d；帶電的質(zhì)量為m、電量為q；重力加速度為g．求：

（1）a勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的方向；

（2）P、Q間電場(chǎng)強(qiáng)度E的大��；

（3）小球通過N點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)線拉力T的大小．

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案