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高中物理
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综合题
1.
(2023·杭州模拟)
如图甲、乙,是某一强力吸盘挂钩,其结构原理如图丙、丁所示。使用时,按住锁扣把吸盘紧压在墙上(如图甲和丙),空腔内气体压强仍与外界大气压强相等。然后再扳下锁扣(如图乙和丁),让锁扣通过细杆把吸盘向外拉起,空腔体积增大,从而使吸盘紧紧吸在墙上。已知吸盘挂钩的质量m=0.02kg,外界大气压强p
0
=1×10
5
Pa,丙图空腔体积为V
0
=1.5cm
3
, 丁图空腔体积为V
1
=2.0cm
3
, 如图戊,空腔与墙面的正对面积为S
1
=8cm
2
, 吸盘与墙面接触的圆环面积S
2
=8cm
2
, 吸盘与墙面间的动摩擦因数
, 最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力。吸盘空腔内气体可视为理想气体,忽略操作时温度的变化,全过程盘盖和吸盘之间的空隙始终与外界连通。
(1) 扳下锁扣过程中空腔内气体吸热还是放热?
(2) 求板下锁扣后空腔内气体的压强p
1
;
(3) 若挂钩挂上重物时恰好不脱落,求所挂重物的质量M。
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