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如图所示,一定量气体放在体积为V的容器中,室温为T=300K,有一光滑导热活塞 C(不占体积)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室的两倍,A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计),两边水银柱高度差为76cm,右室容器中连接有一阀门K,可与大气相通.(外界大气压等于76cmHg)求:
(1)将阀门K打开后,A室的体积变成多少?
(2)打开阀门K后将容器内的气体从300K加热到400K,U形管内两边水银面的高度差为多少?
(3)再加热到540K,U形管内两边水银面的高度差又为多少?
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在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气,一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接,重物和活塞均处于平衡状态,这时活塞离缸底的高度为10cm,如果缸内空气温度变为0℃,不计活塞与气缸壁间无摩擦,求:
①重物是上升还是下降?
②这时重物将从原处移动多少厘米?
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一端封闭的圆筒,由两个截面积相同的活塞A和B隔成两部分空间,各封闭着一定量的气体,活塞A和B跟圆筒紧密接触,表面光滑而不漏气,中心用一根轻弹簧相连接,活塞B的质量是20kg,当圆筒开口向上直立放置时,弹簧恰无形变,长为25.5cm,活塞B与圆筒底相距20cm.当圆筒水平放置时,活塞B与圆筒底相距26cm,活塞A、B间相距27.5cm,如图所示.假设大气对活塞A的压力为1000N,气体温度不变,取g=10m/s2,试求:
(1)活塞A的质量;
(2)弹簧的劲度系数.
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如图所示,两端封闭的粗细均匀的U形管中封闭了一段水银柱,U形管左右两端各有一段空气柱.U形管由静止自由下落时,左侧的空气柱长度L1=10cm,右侧空气柱长度L2=20cm,左右两侧的水银柱的高度差为5cm.如果U形管改为匀速下落,则左右两侧的水银柱的高度差为3cm.试求自由下落时两侧的空气柱的压强.
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如图所示,内径均匀的导热性能良好的“U”形玻璃管竖直放置,横截面积S=5cm2,右侧管上端封闭,左侧管上端开口,内有用细线栓住的活塞.两管中均封入长L=11cm的空气柱A和B,活塞上、下表面处的气体压强均为p=76cm水银柱产生的压强,这时两管内的水银面的高度差h=6cm.环境温度恒定,现将活塞用细线缓慢地向上拉,使两管内水银面相平,则:
①此过程中活塞向上移动的距离h′是多少?
②此过程中空气柱B内的气体对外界做______(填“正功”或“负功”),气体将______(填“吸热”或放热”).
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气缸长为L=1m(气缸的厚度可忽略不计),开口向上固定在水平面上,气缸中有横截面积为S=100cm2的光滑活塞,活塞质量m=10kg,活塞封闭了一定质量的理想气体,当温度为t=27°C,大气压为p=1×105Pa时,气柱长度为L1=0.4m.现缓慢拉动活塞,拉力最大值为F=600N,试判断:如果温度保持不变,能否将活塞从气缸中拉出?
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如图所示,“13”形状的各处连通且粗细相同的细玻 璃管竖直放置在水平地面上,只有G端开口,与大气相通,水银面刚好与C平齐.AB=CD=L,BD=DE=,FG=.管内用水银封闭有两部分理想气体,气体1长度为L气体2长度为.现在仅对气体1缓慢加热,直到使BD管中的水银恰好降到D点,若已知大气压强P=76cmHg,环境温度始终 为t=27℃,L=76cm,求此时(计算结果保留三位有效数字)
①气体2的压强为多少厘米汞柱?
②气体1的温度需加热到多少摄氏度?
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如图(甲)所示,质量为=50g,长=10cm的铜棒,用长度也为的两根轻软导线水平悬吊在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度=1/3T。未通电时,轻线在竖直方向,通入恒定电流后,棒向外偏转的最大角度θ=37°,求此棒中恒定电流的大小。
某同学对棒中恒定电流的解法如下:对铜棒进行受力分析,通电时导线向外偏转,说明安培力方向垂直电流和磁场方向向外,受力如图乙所示(侧视图)。 当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡,有 ,得.
请判断,(1)该同学的解法正确吗?若不正确则请指出错在哪里?(2)试写出求解棒中电流的正确解答过程及结果.
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如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置,其宽度L=1 m,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端M与P之间连接一阻值为R=0.40 Ω的电阻,质量为m=0.01 kg、电阻为r=0.30 Ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,下滑过程中ab始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示,图象中的OA段为曲线,AB段为直线,导轨电阻不计,g取10 m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响)。
(1)判断金属棒两端a、b的电势高低;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)在金属棒ab从开始运动的1.5 s内,电阻R上产生的热量。
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如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,电阻R=2Ω的矩形线圈abcd。t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1 s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场。整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示.求:
(1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1;
(2)写出第2 s内变力F随时间t变化的关系式;
(3)若从开始运动到线圈完全进入磁场,线圈中产生的热量为0.0875J,求此过程拉力所做的功。
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