【題目】如圖,一粗細(xì)均勻的細(xì)管開口向上豎直放置,管內(nèi)有一段高度為2.0cm的水銀柱,水銀柱下密封了一定量的理想氣體,水銀柱上表面到管口的距離為2.0cm。若將細(xì)管倒置,水銀柱下表面恰好位于管口處,且無水銀滴落,管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強為76cmHg,環(huán)境溫度為296K。
(1)求細(xì)管的長度;
(2)若在倒置前,緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體,直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止,求此時密封氣體的溫度。
【答案】(1)41cm;(2)312K
【解析】
以“液柱”為模型,通過對氣體壓強分析,利用玻意耳定律和蓋-呂薩克定律求得細(xì)管長度和溫度,找準(zhǔn)初末狀態(tài)、分析封閉氣體經(jīng)歷的變化時關(guān)鍵。易錯點:誤把氣體長度當(dāng)成細(xì)管長度。
(1)設(shè)細(xì)管的長度為l,橫截面的面積為S,水銀柱高度為h;初始時,設(shè)水銀柱上表面到管口的距離為h,被密封氣體的體積為V,壓強為p;細(xì)管倒置時,氣體體積為V1,壓強為p1。由玻意耳定律有
pV=p1V1①
由力的平衡條件有
p=p0–ρgh③
式中,p、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小,p0為大氣壓強。由題意有
V=S(L–h1–h)④
V1=S(L–h)⑤
由①②③④⑤式和題給條件得
L=41cm⑥
(2)設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T,由蓋–呂薩克定律有
⑦
由④⑤⑥⑦式和題給數(shù)據(jù)得
T=312K⑧
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【題目】某同學(xué)設(shè)計出如圖所示的實驗裝置來“驗證機械能守恒定律”,讓小球從A點自由下落,下落過程中經(jīng)過A點正下方的光電門B時,光電計時器記錄下小球通過光電門時間t,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span> g。
(1)為了驗證機械能守恒定律,該實驗還需要測量下列哪些物理量_________。
A.小球的質(zhì)量m
B.AB之間的距離H
C.小球從A到B的下落時間tAB
D.小球的直徑d
(2)小球通過光電門時的瞬時速度v =_________(用題中所給的物理量表示)。
(3)調(diào)整AB之間距離H,多次重復(fù)上述過程,作出隨H的變化圖象如圖所示,當(dāng)小球下落過程中機械能守恒時,該直線斜率k0=__________。
(4)在實驗中根據(jù)數(shù)據(jù)實際繪出—H圖象的直線斜率為k(k<k0),則實驗過程中所受的平均阻力f與小球重力mg的比值= _______________(用k、k0表示)。
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【題目】2019年世界杯排球賽,中國隊一路過關(guān)斬將,獲得比賽冠軍。如圖所示,某次比賽中,來自河南的世界第一主攻手朱婷接隊友傳球,在網(wǎng)前處起跳,在離地面高處將球以的速度正對球網(wǎng)水平擊出,已知球網(wǎng)高(忽略空氣阻力)。則( )
A.若排球恰好過網(wǎng),則
B.若擊球的方向改變,球過網(wǎng)后可以垂直落地
C.運動過程中,任意相等時間內(nèi)排球的動量變化量相等
D.運動過程中,任意相等時間內(nèi)排球的動能變化量相等
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【題目】用金屬銣為陰極的光電管,觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象,實驗裝置示意如圖甲所示,實驗中測得銣的遏止電壓UC與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示,圖線與橫軸交點的橫坐標(biāo)為5.15×1014Hz。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s。則下列說法中正確的是
A. 欲測遏止電壓,應(yīng)選擇電源左端為正極
B. 當(dāng)電源左端為正極時,滑動變阻器的滑片向右滑動,電流表的示數(shù)持續(xù)增大
C. 增大照射光的強度,產(chǎn)生的光電子的最大初動能一定增大
D. 如果實驗中入射光的頻率ν=7.00×1014Hz,則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek=1.2×10-19J
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【題目】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)歷三個過程ab、bc、ca回到原狀態(tài),其V-T圖象如圖所示,pa、pb、pc分別表示狀態(tài)a、b、c的壓強,下列判斷正確的是 。
A. 過程ab中氣體一定吸熱
B. pc=pb>pa
C. 過程bc中分子勢能不斷增大
D. 過程bc中每一個分子的速率都減小
E. 過程ca中氣體吸收的熱量等于對外做的功
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【題目】在空間建立三維坐標(biāo)系如圖所示,xoz在水平面內(nèi),y沿豎直方向。空間充滿沿-y方向磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場和沿+z方向的勻強電場,電場強度E=v0B。一質(zhì)量為m,電荷量為-q的帶點小球從坐標(biāo)原點O以初速度v0沿+x方向拋出,設(shè)空間足夠大,則
A. 帶電小球做加速度不斷變化的變速曲線運動
B. 帶電小球做勻變速曲線運動
C. 若帶電小球運動到某位置,坐標(biāo)為(x0,-y0,0),則速度與+x方向的夾角θ滿足tanθ=
D. 若帶電小球運動到某位置,坐標(biāo)為(x0,-y0,0),則速度與+x方向的夾角θ滿足tanθ=
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【題目】兩個物體A、B從同一地點在同一直線上做勻變速直線運動,它們的速度圖像如圖所示,則( 。
A.A、B兩物體運動方向相反
B.t=4 s時,A、B兩物體相遇
C.在相遇前,t=4 s時A、B兩物體相距最近
D.在相遇前,A、B兩物體最遠(yuǎn)距離20 m
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【題目】如圖甲所示是一打樁機的簡易模型。質(zhì)量m=1kg的物塊在恒定拉力F作用下從與鐵釘接觸處由靜止開始運動,上升一段高度后撤去F,到最高點后自由下落,撞擊鐵釘后兩者一起向下運動。若以初始狀態(tài)物塊與鐵釘接觸處為零勢能點,物塊上升過程中,機械能E與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示。撞擊前不計所有摩擦和空氣阻力,已知鐵釘?shù)馁|(zhì)量為0.2kg,g=10m/s2.則
A.物塊在F作用下向上運動的加速度大小為
B.物塊上升過程的最大速度為
C.物塊上升到高度處拉力F的瞬時功率為12W
D.鐵釘被撞擊后瞬間速度大小為
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【題目】宇宙飛船以周期T繞地球作圓周運動時,由于地球遮擋陽光,會經(jīng)歷“日全食”過程(宇航員看不見太陽),如圖所示.已知地球的半徑為R,地球質(zhì)量為M,引力常量為G,地球自轉(zhuǎn)周期為T0,太陽光可看作平行光,飛船上的宇航員在A點測出對地球的張角為α,則以下判斷正確的是( )
A. 飛船繞地球運動的線速度為B. 一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食”的次數(shù)為
C. 飛船每次“日全食”過程的時間為 D. 飛船周期為T=
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