题目内容

【题目】如图所示，两个截面积都为S的导热圆柱形容器，左边A容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞，右边B容器高为H，上端封闭，两容器中装有同种理想气体，由装有阀门的极细管道相连。开始时环境温度为330K，阀门关闭，A容器中活塞到容器底的距离为H，B容器中气体的压强是A容器中气体压强的2倍。现将阀门缓慢打开，同时在活塞上放一物体，要使系统稳定后活塞位置保持不变，求放置的物体的质量m。然后将环境温度缓慢降到300K，直到系统达到新的平衡，求活塞下降的高度h。(外界大气压为p0保持不变)

【答案】，

【解析】

开始时对活塞有

p0·S+Mg=pA·S①

在温度相同的情形下，当B中气体的压强变成与A中气体相同时，体积将变成V，则

pB·SH=pA·V②

由题意可知

pB=2pA③

打开阀门后总气体在pA压强下的总体积为V与A容器的容积之和，则要使活塞位置不变，则相当于将气体等温压缩，设压缩后气体的压强应变成p，则有

pA·（V+SH）=2p·SH④

此时对放在活塞上和物体和活塞整体有

p0·S+（m+M）g=p·S④

联解①②③④得

⑤

环境温度缓慢下降的过程气体等压变化，则有

⑥

代入数据解得

⑦

练习册系列答案
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【题目】游乐园里有一种叫“飞椅”的游乐项目，简化后的示意图如图所示。已知飞椅用钢绳系着，钢绳上端的悬点固定在顶部水平转盘上的圆周上，转盘绕穿过其中心的竖直轴匀速转动。稳定后，每根钢绳(含飞椅及游客)与转轴在同一竖直平面内。图中P、Q两位游客悬于同一个圆周上，P所在钢绳的长度大于Q所在钢绳的长度，钢绳与竖直方向的夹角分别为θ1、θ2。不计钢绳的重力。下列判断正确的是

A. P、Q两个飞椅的线速度大小相同B. θ1一定大于θ2

C. θ1可能等于θ2D. Q的向心力一定小于P的向心力

【题目】如图所示,A、B两物体重力都等于10 N,各接触面间的动摩擦因数都等于0.5，F1=3 N和F2=5 N的两个水平力分别作用在A和B上,则A受的摩擦力和地面对B的摩擦力大小分别为

A. 3N，6N B. 3N，2N

C. 5N，10N D. 3N，5N

【题目】某实验小组的同学欲“探究做功与速度变化的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为物体，B为光电门，C为力的传感器，D为遮光片，P为小桶(内有砂子)，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦。

(1)他们用游标卡尺测出了遮光片的宽度d(如图乙所示)，则遮光片的宽度为____mm；又测出了物体(包括遮光条)的质量为m。

(2)将物体放在某一位置，测出此位置时遮光片前端到光电门的距离s，计算出遮光片中点到光电门的距离x，然后将物体由静止释放，读出物体通过光电门时的遮光时间t；再多次改变s，计算出相应的x，读出对应的时间t；并在物体运动过程中记录了传感器的示数F，根据所记录的数据，作出以x为横坐标，以为纵坐标的图像。在实验过程中，有同学提出应平衡摩擦力。你认为实验中是否必须平衡摩擦力?__________(填“是”或“否”)

(3)除了x和t外，下列物理量中，必须测量的物理量是________(填物理量前面的序号)

A．遮光片宽度d

B．物体质量m

C．传感器示数F

(4)通过正确的操作，各物理量均采用国际单位，作出的图像是一条直线，计算得出直线的斜率为k。实验完成后，一位同学发现，根据前面测出的物理量，还可以得出物体与水平面间的动摩擦因数μ，则μ=_________(用实验中测出的物理量的字母表示)

【题目】设物体运动的加速度为a，速度为v，位移为x，现有四个不同物体的运动图象如图所示，且B、C、D图像中所描述的物体在t＝0时刻的速度均为零，则做单向直线运动的是（ ）

【题目】某同学利用手机频闪照相拍摄了做甩手动作的照片如图所示，拿在掌心处的手机可视为指尖与手腕的中点，已知从帧A到帧B的时间间隔是0.04s，测得帧A指尖到帧B指尖之间的实际距离为 26 cm，指尖A到手肘O处的距离为40cm，指尖到手腕C间的距离为20cm。将该甩手过程视为绕手肘的匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）

A.指尖的线速度约为 6.5 m/sB.手机做圆周运动的向心加速度约为79.2 m/s2

C.手腕的角速度约为3.25rad/sD.若手机的质量为200g，手机的动能约为2.38J

【题目】电磁打点计时器是中学研究物体运动时常用的实验器材，某同学用采用如图1所示的装置，图中长木板水平固定．得到如图2为木块在水平木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出．从纸带上测出x1=1.21cm，x2=2.32cm，x5=5.68cm，x6=6.81cm．已知（交流电频率为f=50Hz，）

（1）利用所给数据测得打计数点“5”时木块的瞬时速度大小为_____m/s，木块加速度大小a=_____m/s2（结果要求均保留三位有效数字）．

（2）如果当时交变电流的频率是f＝60Hz，而计算时仍按f＝50Hz，那么加速度的测量值_____（选填：偏大、偏小、相等）

【题目】如图所示，水平面上固定不计电阻的光滑金属导轨MN、PQ，间距L=0.5m。两金属棒ab、cd垂直导轨放置，与导轨接触良好，两棒的质量均为m=0.1kg，cd棒电阻R=3Ω，ab棒电阻r=1Ω，两棒与导轨间的动摩擦因数均为0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。整个装置处于磁感应强度B=2.0T、方向竖直向下的匀强磁场中。棒ab在水平向右的恒力F作用下由静止开始运动，当ab棒运动位移x=1m时达到最大速度，此时cd棒刚好开始运动，求：

(1)恒力F的大小；

(2)ab棒由静止到最大速度的过程中通过ab棒的电荷量q；

(3)ab棒由静止到最大速度的过程中回路产生的焦耳热Q。

【题目】在测量干电池的电动势E和内阻r的实验中，小明设计了如图甲所示的实验电路，S2为单刀双掷开关，定值电阻R0=3Ω。合上开关S1，S2接图甲中的1位置，改变滑动变阻器的阻值，记录下几组电压表示数和对应的电流表示数；S2改接图甲中的2位置，改变滑动变阻器的阻值，再记录下几组电压表示数和对应的电流表示数。在同一坐标系内分别描点作出电压表示数U和对应的电流表示数I的图像，如图乙所示，两直线与纵轴的截距分别为3.00V、2.99V，与横轴的截距分别为0.75A、0.80A。

(1)S2接1位置时，作出的U—I图线是图乙中的___________（选“A”或“B”）线；测出的电池电动势E和内阻r有在系统误差，原因是___________________；

(2)由图乙可知，干电池电动势和内阻的真实值分别为E真=___________V，r真=__________Ω；

(3)根据图线求出电流表内阻为_______________Ω。

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