一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属气缸内如图所示．活塞的质量为30kg，截面积为S=1OOcm²，活塞与气缸底之间用一轻弹簧连接，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使气缸水平放置，连接活塞和气缸底的弹簧处于自然长度L₀=50cm．经测量，外界气温为t=27°C，大气压强为P₀=1.0x1O⁵Pa，将气缸从水平位置缓慢地竖直立起，稳定后活塞下降了10cm；再对气缸内气体逐渐加热，若活塞上升30cm（g=10m/s²），求：
①弹簧的劲度系数；
②气缸内气体达到的温度．

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一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属气缸内，如图所示．活塞的质量为30 kg，横截面积为S＝100 cm²，活塞与气缸底之间用一轻弹簧连接，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气．开始时使气缸水平放置，连接活塞和气缸底的弹簧处于自然长度l₀＝50 cm．经测量，外界气温为t＝27℃，大气压强p₀＝1.0×10⁵ Pa，将气缸从水平位置缓慢地竖直立起，稳定后活塞下降了10 cm，再对气缸内气体缓慢加热，活塞又上升了30 cm，求：

(1)弹簧的劲度系数k．

(2)最后气缸内气体达到的温度．

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如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属气缸内．活塞的质量为30kg，截面积为S=100cm²，活塞与气缸底之间用一轻弹簧连接，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动但不漏气，开始使气缸水平放置，连接活塞和气缸底的弹簧处于自然长度l₀=50cm；经测量，外界气温为t=27℃、大气压为p₀=1.0×10⁵Pa，将气缸从水平位置缓慢地开口向上竖直立起，稳定后活塞下降了10cm，再对气缸内气体缓慢加热，使弹簧恢复到自然长度（g=10m/s²）．求：?
（1）?加热后气缸内气体达到的温度；
（2）?弹簧的劲度系数．

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一．（20分）填空题．

1、右，大                2、 2（M - ），逐渐减小                  3、等于，  

4、45°，1：4             5、，

二．(40分)选择题．

6

7

8

9

10

11

12

13

14

D

D

A

B

C

AC

BCD

AD

BD

三．（30分）实验题．

15．（5分）BD

16．（6分）（1）如右图   （2）10Hz    （3）0.75m/s

17．（6分）（1）“加入热水后就立即记录一次压强和温度的数值”是错误的，应该是“加入热水后，在气体状态稳定后再记录压强和温度的数值”（指出错误即可得分）

（2）p= t+p₁  （3）B    

18．（4分）（1）mv_t² -mv₀²（1分）

（2）变大，变小（2分）

（3）估算图线下方的面积，其大小即为磁力在这一过程 所做功大小（1分）

19．（9分）（1）（如右图）（2分）

（2）BD （3分）  （3）0.6，0.6 （4分）

四．（60分）计算题．（各计算题均实行不重复扣分的原则，物理量答案必须有相应的单位）

20．（10分）（1）气体从状态 I 到状态 II：:= （2分）

  p₂ = = = 1.65×10⁵ Pa（3分）

（2）气体从状态 II 到状态 III ：p₂V₂ = p₃V₃  （2分）

p₃ = =  = 1.1×10⁵ （Pa）（3分）

21．(12分)（1）弹丸从A到C：t== s=0.6s(1分)

A点到C点的水平距离s = v₀t =8.0×0.6m =4.8m(1分)

（2）弹丸到C的速度方向与水平方向的夹角为tgθ = = = =（1分）

v_C===  m/s = 10m/s（1分）

弹丸与塑料块在C点具有的相同速度v_C’=v_C=1m/s     （1分）

分析弹丸与塑料块从C点返回到C点的整个过程，根据动能定理有：

-μmgcosθ×2×=0－mv_C’²（2分）可得动摩擦因数μ==0.125（1分）

（3）根据牛顿第二定律，下滑时由 a₁=gsinθ-μgcosθ可得a₁=5 m/s²（1分）

由= v_C’ t₁+a₁ t₁²可解得t₁=0.17s（1分）

上滑时由 a₁=gsinθ+μgcosθ可得a₂=7 m/s²（1分）

由=a₂t₂²可解得t₂=0.27s（1分）

所以塑料块从被弹丸击中到再次回到C点的时间t= t₁+ t₂=0.44s（1分）

22．(12分)（1）R₂断路，（2分）

电阻R₂被烧坏后，电压表读数等于电阻R₁的电压大小

可得：R₁=4Ω       （2分）

（2）根据电路总功率P=εI_总

电阻R₂被烧坏前后电路总功率之比=

电阻R₂被烧坏前I_总=(+0.75)A=1A ，电阻R₂被烧坏后I_总’=0.8A

电阻R₂被烧坏前后电路总功率之比== （4分）             

（3）能求出电源电动势E，不能求出电源内阻r（2分）

电阻R₂坏前E=1×(R₄+r）+0.75×4，电阻R₂坏后E=0.8×(R₄+r）+3.2

可求出E=4V （2分）

23．(12分)（1）  = m  (2分)     v₂=v₁= (2分)

（2） M_黑洞=10M_地球

对地球：v_2地球=；对黑洞：v_2黑洞=> c（c为光速）(1分)

= =  ≥ (2分)

R_黑洞≤ = m= 0.089m (1分)

（3）R_恒星=248×109 R_地球，M_恒星=（248×109）³M_地球（密度相同）

v_2恒星== =

    =11. 2×10³×248×109 m/s = 3.028×10⁸ m/s > c            (3分)

所以不能被我们看见 (1分)                      

24．(14分)（1）通过cd棒的电流方向 d→c（1分）

区域I内磁场方向为垂直于斜面向上（1分）

（2）对cd棒，F_安=BIl=mgsinθ所以通过cd棒的电流大小I = （1分）

当ab棒在区域II内运动时cd棒消耗的电功率P=I²R=（1分）

（3）ab棒在到达区域II前做匀加速直线运动，a==gsinθ

cd棒始终静止不动，ab棒在到达区域II前、后，回路中产生的感应电动势不变，则ab棒在区域II中一定做匀速直线运动

可得；=Blv_t    =Blgsinθt _x    所以t _x=（2分）

ab棒在区域II中做匀速直线运动的速度v_t=

则ab棒开始下滑的位置离EF的距离h= a t _x²+2l=3 l（3分）

（4） ab棒在区域II中运动的时间t₂==（1分）

ab棒从开始下滑至EF的总时间t= t _x+t₂=2 ε=Blv_t =Bl（2分）

ab棒从开始下滑至EF的过程中闭合回路中产生的热量：Q=εIt=4mglsinθ（2分）