[物理——选修3-3] (15分)
(1)以下说法中正确的是
A.热现象的微观理论认为,各个分子的运动都是无规则的、带有偶然性的,但大量分子的运动却有一定的规律 |
B.从微观角度看,气体压强的大小跟两个因素有关:一个是气体分子的最大速率,一个是分子的数目 |
C.同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,如金刚石是晶体,石墨是非晶体,但组成它们的微粒均是碳原子 |
D.一定温度下,饱和汽的分子数密度是一定的,因而饱和汽的压强也是一定的 |
E.物体吸收热量同时对外做功,内能一定不变
(2)如图所示,在水平面上固定一个气缸,缸内由质量为的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞与缸壁间无摩擦且无漏气,活塞到气缸底距离为
,今有一质量也为
的重物自活塞上方
高处自由下落到活塞上并立即以碰前速度的
与活塞一起向下运动,向下运动过程中活塞可达到的最大速度为
,求从活塞开始向下移动到达到最大速度的过程中活塞对封闭气体做的功。(被封闭气体温度不变,外界大气压强为
)
如图(a)所示,一倾角为37°的传送带以恒定速度运行。现将一质量m=2kg的小物体以某一初速度放上传送带,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图(b)所示,取沿传送带向上为正方向,,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)0—10s内物体位移的大小;
(2)物体与传送带间的动摩擦因数;
(3)0—10s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q。
如图所示,在平行板电容器的两板之间,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁感应强度B1=0.40T,方向垂直纸面向里,电场强度E=2.0×105V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B2=0.25T,磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°.一束带电量q=8.0×10-19C的同位素正离子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区,离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°~90°之间,不计离子重力,求:
(1)离子运动的速度为多大?
(2)x轴上被离子打中的区间范围?
(3)离子从Q运动到x轴的最长时间?
(4)若只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小,使离子都不能打到x轴上,磁感应强度大小B2´应满足什么条件?
如下图所示,倾角为θ宽度为d长为L的光滑倾斜导轨C1D1、C2D2顶端接有可变电阻R0,L足够长,倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向左上方的匀强磁场中,磁感应强度为B,C1A1B1、C2A2B2为绝缘轨道,由半径为R处于竖直平面内的光滑半圆环A1B1、A2B2和粗糙的水平轨道C1A1、C2A2组成,粗糙的水平轨道长为S,整个轨道对称。在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m、电阻不计的金属棒MN,使其从静止开始自由下滑,不考虑金属棒MN经过接点A1A2、C1C2处时机械能的损失,整个运动过程中金属棒始终保持水平,水平导轨与金属棒MN之间的动摩擦因数为µ。则:
(1)金属棒MN在倾斜导轨C1D1 C2 D2上运动的过程中,电阻R0上产生的热量Q为多少?
(2)为了金属棒MN能到达光滑半圆环B点,可变电阻R0应满足什么条件?
如下图所示,一位质量m =60kg参加“挑战极限”的业余选手,要越过一宽度为s=3.5m的水沟,跃上高为h=2.0m的平台,采用的方法是:人手握一根长L=3.25m的轻质弹性杆一端,从A点由静止开始匀加速助跑,至B点时,杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着杆发生弹性形变、同时脚蹬地,人被弹起,到达最高点时杆处于竖直,人的重心在杆的顶端,此刻人放开杆水平飞出,最终趴落到平台上,运动过程中空气阻力可忽略不计,取g=10m/s2。
(1)设人到达B点时速度vB=9m/s,人匀加速运动的加速度a=2m/s2,求助跑距离sAB;
(2)人要到达平台,在最高点飞出时刻速度v至少多大?
(3)设人跑动过程中重心离地高度H=0.8m,在(1)、(2)问的条件下,在B点蹬地弹起瞬间,人至少再做多少功?
如图所示,光滑轨道上,小车A、B用轻弹簧连接,将弹簧压缩后用细绳系在A、B上.然后使A、B以速度v0沿轨道向右运动,运动中细绳突然断开,当弹簧第一次恢复到自然长度时,A的速度刚好为0,已知A、B的质量分别为mA、mB,且mA<mB.求:
(1)被压缩的弹簧具有的弹性势能Ep.
(2)试定量分析、讨论在以后的运动过程中,小车B有无速度为0的时刻?