【題目】如圖所示,一細U型管兩端均開口,用兩段水銀柱封閉了一段空氣柱在管的底部,初始狀態氣體溫度為T1=280K,各段的長度分別為L1=20cm,L2=15 cm,L3=10 cm,h1=4 cm,h2=20 cm。現使氣體溫度緩慢升高,大氣壓強為P0=76 cm不變。
(1)若當氣體溫度升高到T2時,右側水銀柱開始全部進入豎直管,求此時的溫度T2;
(2)在T2的基礎上繼續升溫至T3時,右側水銀柱變成與管口相平,求溫度T3。
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【答案】(1)630K;(2)787.5K
【解析】
(1)設U型管的橫截面積是S,以封閉氣體為研究對象,其初狀態壓強
p1=p0+h1=(76+4)cmHg=80cmHg ①
V1=L1S=20S,T1=280K
末狀態是:
p2=p0+h=(76+14)cmHg=90cmHg ②
V2=L1′S=L1S+2L3S=20S+2×10S=40S ③
由理想氣體的狀態方程得:
④
代入數據得:
T2=630K ⑤
(2)水銀柱全部進入右管后,壓強不再增大,管底氣體做等變化,所以左側的水銀柱不動,右側水銀柱與管口相平時,氣體的體積:
V3=(L1+h1+h2+L3-h1)S=(L1+L3+h2)S=50S ⑥
由蓋一呂薩克定律:
⑦
代入數據得:
T3=787.5K ⑧
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【題目】如圖所示,在坐標系xOy的第一象限內存在垂直紙面向外的勻強磁場Ⅰ,第三象限存在垂直紙面向外、磁感應強度大小為B0的勻強磁場Ⅱ,第二象限內存在沿x軸正方向的勻強電場,第四象限內存在沿y軸正方向的勻強電場,且第二象限和第四象限內的電場強度大小相等。一質量為m、電荷量為+q的粒子,從y軸上的A點(0,-R)沿x軸負方向射入第三象限,隨后從C點垂直于x軸進入第二象限,然后從y軸上D點沿與y軸成45°角的方向離開電場,在磁場Ⅰ中運動一段時間后,從x軸上F點進入第四象限,恰好又能從A點垂直y軸射入磁場Ⅱ,以后做周期性運動。不計粒子重力,求:
(1)電場強度E的大小;
(2)磁場Ⅰ的磁感應強度B1的大小;
(3)粒子的運動周期T。
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【題目】兩異種點電荷A、B附近的電場線分布如圖所示,P為電場中的一點,連線AP、BP相互垂直.已知P點的場強大小為E、電勢為
,電荷A產生的電場在P點的場強大小為EA,取無窮遠處的電勢為零.下列說法中正確的有( )
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A. A、B所帶電荷量相等
B. 電荷B產生的電場在P點的場強大小為![]()
C. A、B連線上有一個電勢為零的點
D. 將電量為
的點電荷從P點移到無窮遠處,電場力做的功為![]()
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【題目】如圖,豎直放置的均勻等臂U型導熱玻璃管兩端封閉,管內水銀封有A、B兩段氣柱,左管水銀面高于右管水銀面,高度差為h,穩定時A、B氣柱的壓強分別為pA和pB,則
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A.若環境溫度升高,pA增大,pB減小
B.若環境溫度降低,穩定后AB氣柱的壓強比值增大
C.若環境溫度升高,穩定后AB氣柱壓強變化△pA一定小于△pB
D.若環境溫度降低,穩定后A處液面高度變化△h可能大于![]()
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【題目】如圖甲所示為熱敏電阻的R-t圖象,圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路,繼電器線圈的電阻為
當線圈中的電流大于或等于20mA時,繼電器的銜鐵被吸合為繼電器線圈供電電池的電動勢E=8V,內阻可以不計圖中的“電源”是恒溫箱加熱電源.
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(1)圖甲說明熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高______ (填“增大”“減小”或“不變”);
(2)應該把恒溫箱內加熱器接______ 端(填“AB”或“CD”);
(3)如果要使恒溫箱內的溫度保持
,滑動變阻器R1接入電路的電阻值為______![]()
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【題目】如圖所示,平行光滑金屬導軌ab、cd位于豎直平面內兩導軌間距L=0.1m。在ac間接有一阻值R=0.08Ω的電阻,水平放置的導體棒PQ質量m=0.1kg、電阻r=0.02Ω,其它電阻不計。導體棒PQ由靜止開始下落(始終與導軌緊密接觸),當下落h=0.45m的高度時,進入方向水平且與導軌平面垂直的沿y方向逐漸減小而x方向不變的磁場,若導體棒在磁場中以9m/s2的加速度做勻加速直線運動,不計空氣阻力,g=10m/s2,求:
(1)導體棒進入磁場時的速度大小v0;
(2)導體棒從進入磁場下落1m的過程中,電阻r上產生的熱量Qr;
(3)磁感強度B隨y變化的函數關系。
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【題目】某小組利用圖(a)所示的電路,研究硅二極管在恒定電流條件下的正向電壓U與溫度t的關系,圖中V1和V2為理想電壓表;R為滑動變阻器,R0為定值電阻(阻值100 Ω);S為開關,E為電源。實驗中二極管置于控溫爐內,控溫爐內的溫度t由溫度計(圖中未畫出)測出。圖(b)是該小組在恒定電流為50.0μA時得到的某硅二極管U-t關系曲線。回答下列問題:
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(1)實驗中,為保證流過二極管的電流為50.0μA,應調節滑動變阻器R,使電壓表V1的示數為U1=______mV;根據圖(b)可知,當控溫爐內的溫度t升高時,硅二極管正向電阻_____(填“變大”或“變小”),電壓表V1示數_____(填“增大”或“減小”),此時應將R的滑片向_____(填“A”或“B”)端移動,以使V1示數仍為U1。
(2)由圖(b)可以看出U與t成線性關系,硅二極管可以作為測溫傳感器,該硅二極管的測溫靈敏度為
=_____×10-3V/℃(保留2位有效數字)。
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【題目】沿某一電場方向建立x軸,電場僅分布在-d≤x≤d的區間內,其電場強度E與坐標x的關系如圖所示。規定沿+x軸方向為電場強度的正方向,x=0處電勢為零。一質量為m、電荷量為+q的帶點粒子只在電場力作用下,能在x軸上做周期性運動。以下說法正確的是
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A.粒子沿x軸做簡諧運動
B.粒子在x=-d處的電勢能為
qE0d
C.動能與電勢能之和的最大值是qE0d
D.一個周期內,在x>0區域的運動時間t≤![]()
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【題目】驗證查理定律的實驗裝置如圖所示,在這個實驗中測得壓強和溫度的數據中,必須測出的一組數據是____________和____________.首先要在環境溫度條件下調節A、B管中汞面相平,此時燒瓶中空氣壓強為__________.再把燒瓶放進盛著冰水混合物的容器里,瓶中空氣溫度下降至冰水混合物的溫度一樣,此時燒瓶中空氣溫度為___________K,B中汞面將_______,再將A管_________,使B管中汞面_________________,這時瓶內空氣壓強等于_________.
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