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【題目】如圖所示,導熱性能良好的柱形金屬容器豎直放置,容器上端的輕質塞子將容器密閉,內有質量為的活塞將容器分為、兩個氣室,A、B兩個氣室的體積均為V.活塞與容器內壁間氣密性好,且沒有摩擦,活塞的截面積為S.已知重力加速度大小為g,大氣壓強大小為,A氣室內氣體的壓強大小為.

(1)拔去容器上端的塞子,求活塞穩(wěn)定后B氣室的體積VB

(2)拔去塞子待活塞穩(wěn)定后,室溫開始緩慢升高,從活塞穩(wěn)定到其恰好上升到容器頂端的過程中B室氣體從外界吸熱為Q,求這個過程中B氣室氣體內能增量.

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)以活塞的平衡狀態(tài)求得氣體的壓強,由氣體的溫度不變結合等溫方程求體積.

(2)等壓過程可借助功的定義式求壓力的功根據熱力學第一定律求解內能的變化.

(i)塞子拔去待活塞穩(wěn)定后,B室中的氣體初、末狀態(tài)溫度不變,

故由等溫變化:

得:

(ii)B氣室的氣體吸收的熱量,一部分用來對外做功,一部分為其內能增量.室溫緩慢升高過程中,氣體對外做功為

根據熱力學第一定律,可得

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【題目】如圖所示,細繩一端固定在A點,跨過與A等高的光滑定滑輪B后在另一端懸掛一個沙桶Q,F有另一個沙桶P通過光滑掛鉤掛在AB之間,穩(wěn)定后掛鉤下降至C點,∠ACB=120°,下列說法正確的是

A. 若只增加Q桶的沙子,再次平衡后C點位置不變

B. 若只增加P桶的沙子,再次平衡后C點位置不變

C. 若在兩桶內增加相同質量的沙子,再次平衡后C點位置不變

D. 若在兩桶內增加相同質量的沙子,再次平衡后沙桶Q位置上升

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【題目】回熱式制冷機是一種深低溫設備,制冷極限約50 K。某臺回熱式制冷機工作時,一定量的氦氣(可視為理想氣體)緩慢經歷如圖所示的四個過程:已知狀態(tài)AB的溫度均為27℃,狀態(tài)CD的溫度均為-133℃,下列判斷正確的是_________。

A. 氣體由狀態(tài)AB過程,溫度先升高后降低

B. 氣體由狀態(tài)BC過程,內能保持不變

C. 氣體由狀態(tài)CD過程,分子間的平均間距減小

D. 氣體由狀態(tài)CD過程,氣體對外做功

E. 氣體由狀態(tài)DA過程,其熱力學溫度與壓強成正比

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【題目】如圖所示,在豎直平面內的矩形區(qū)域的坐標原點處有一個帶電微粒源,微粒發(fā)射方向均在平面內。微粒質量均為,帶正電荷量均為,重力加速度大小為,(解題過程中可能用到、).

(1)若整個矩形區(qū)域內存在與軸方向平行的勻強電場,從點處射入一初速度沿軸正方向的微粒,發(fā)現其從坐標(,)處垂直于軸方向射出矩形區(qū)域,求此微粒的初速度大小以及電場強度的大小E;

(2)將電場方向改為豎直向上,再在整個矩形區(qū)域內加上垂直于平面向里的有界勻強磁場。微粒源從點處發(fā)射的微粒速度大小不等于)均相等,速度大小介于之間,入射方向在軸和軸所夾的90°角范圍內連續(xù)均勻分布。現測得在矩形區(qū)域內運動時間最長的微粒在進出該區(qū)域時速度方向改變了90°.請你分析說明微粒的運動特點并求入射微粒的速度大小.

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【題目】如圖所示,在空間坐標系 x<0區(qū)域中有豎直向上的勻強電場E1,在一、四象限的正方形區(qū)域CDEF內有方向如圖所示的正交的勻強電場E2和勻強磁場B,已知CD=2L,OC=L,E2 =4E1。在負x軸上有一質量為m、電量為+q的金屬a球以速度V0沿x軸向右勻速運動,并與靜止在坐標原點O處用絕緣細支柱支撐的(支柱與b球不粘連、無摩擦)質量為2m、不帶電金屬b球發(fā)生彈性碰撞。已知a、b 球體積大小、材料相同且都可視為點電荷,碰后電荷總量均分,重力加速度為g,不計a、b球間的靜電力,不計a、b球產生的場對電場、磁場的影響,求:

(1)碰撞后,a、b球的速度大。

(2)a、b碰后,經a球到某位置P點,求P點的位置坐標;

(3)a、b碰后,要使 b球不從CD邊界射出,求磁感應強度B的取值。

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【題目】AB、CD四個質量均為2kg的物體,在光滑的水平面上做直線運動,它們運動的x-t、v-ta-t、F-t圖象如圖所示,已知物體在t=0時的速度均為零,其中0~4s內物體運動位移最大的是( )

A. B.

C. D.

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【題目】如圖所示,豎直平面內光滑圓弧軌道半徑為R,等邊三角形ABC的邊長為L,頂點C恰好位于圓周最低點,CDAB邊的中垂線。在A、B兩頂點上放置一對等量異種電荷,F把質量為m帶電荷量為+Q的小球由圓弧的最高點M處靜止釋放,到最低點C時速度為v0。不計+Q對原電場的影響,取無窮遠處為零電勢,靜電力常量為k,( )

A. 小球在圓弧軌道上運動過程機械能守恒

B. C點電勢比D點電勢高

C. 小球對軌道最低點C處的壓力大小為mg+m

D. M點電勢為(m-2mgR)

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【題目】有下列幾種情景,請根據所學知識選擇對情景的分析和判斷正確的說法(  )

A. 點火后即將升空的火箭。因火箭還沒運動,所以加速度一定為零

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D. 汽車勻速率通過一座拱橋。因為汽車做的是曲線運動,加速度不為零

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A. 小球的加速度先增大后減小

B. 小球的加速度保持不變

C. 桿對小球的彈力一直增加

D. 小球的機械能先增大后減小

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