(12分)(1)随着科技的迅猛发展和人们生活水平的提高,下列问题一定能够实现或完成的是 ( )
A.假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数,每人每小时可以数5000个,不间断地数,则大约20年能数完(阿伏加德罗常数NA取6.0×1023个/mol) |
B.热量可以从低温物体传到高温物体 |
C.热机的效率达到100 % |
D.太阳能的利用普及到老百姓的日常生活中 |
(2)某学校研究性学习小组组织开展一次探究活动,想估算地球周围大气层空气的分子个数和早晨同中午相比教室内的空气的变化情况.一学生通过网上搜索,查阅得到以下几个物理量数据:地球的半径R=6.4×106 m,地球表面的重力加速度g=9.8 m/s2,大气压强p0=1.0×105 Pa,空气的平均摩尔质量M=2.9×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0×1023个/mol.另一个同学用温度计测出早晨教室内的温度是7℃,中午教室内的温度是27℃.
①第一位同学根据上述几个物理量能估算出地球周围大气层空气的分子数吗?若能,请说明现由;若不能,也请说明理由.
②根据上述几个物理量能否估算出中午跑到教室外的空气是早晨教室内的空气的几分之几?
如图所示,有一热气球,球的下端有一小口,使球内外的空气可以流通,以保持球内外压强相等,球内有温度调节器,以便调节球内空气的温度,使气球可以上升或下降,设气球的总体积V0=500m3(球壳体积忽略不计),除球内空气外,气球质量M=180kg。已知地球表面大气温度T0=280K,密度ρ0=1.20kg/m3,如果把大气视为理想气体,它的组成和温度几乎不随高度变化。
Ⅰ.为使气球从地面飘起,球内气温最低必须加热到多少?
Ⅱ.当球内温度为480K时,气球上升的加速度多大?
如图甲所示,两块足够大的平行金属板水平放置,极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化、方向竖直向下的电场,变化规律如图乙所示,在t=0时刻从负极板由静止释放一个质量为m、带电量为q(q<0)的质点。已知电场强度,同时t0也为已知量。
(1)若质点恰好在t=3t0时刻到达正极板,试求两极板之间的距离d
(2)在第(1)问的条件下,在极板间再加上空间分布均匀、大小随时间周期性变化、方向垂直纸面向外的磁场,变化规律如图丙所示,已知磁感应强度。试求:
①带电质点经过多长时间到达正极板
②带电质点在极板间做圆周运动的最大半径
③画出质点在极板间运动的轨迹图(不需要写计算过程)
F1是英文Formula One的缩写,即一级方程式赛车,是仅次于奥运会和世界杯的世界第三大赛事。F1 赛车的变速系统非常强劲,从时速0加速到108 km/h仅需2.4s,此时加速度为10m/s2,时速为216km/h时的加速度为3m/s2,从时速为0加速到216 km/h再急停到0只需12.15s。假定F1 赛车加速时的加速度随时间的变化关系为:a =a0-2t,急停时的加速度大小恒为9.6 m/s2。上海F1赛道全长约5.5km,弯道最小半径:R=8.80m,最大半径:R=120.55m,设计最高时速327公里,比赛要求选手跑完56圈决出胜负。完成以下几个问题(计算结果保留三位有效数字)。
(1)若某车手平均速率为220km/h,则跑完全程用多长时间?
(2)若车手某次以90km/h的速率通过半径为8.80m的弯道,求赛车的向心加速度。
(3)由题目条件求出该F1 赛车的最大加速度多大?
如图所示,在平面坐标系xoy内,第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,第I、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形匀强磁场,磁场圆心在M(L,0)点,磁场方向垂直于坐标平面向外.一带正电粒子从第Ⅲ象限中的Q(-2L,-L)点以速度v0沿x轴正方向射出,恰好从坐标原点O进入磁场,从P(2L,0)点射出磁场.不计粒子重力,求:
(1)带电粒子进入磁场时的速度大小和方向。
(2)电场强度与磁感应强度大小之比
(3)粒子在磁场与电场中运动时间之比
如图所示,均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd,每边长为L=0.2m,总电阻为R=10Ω,总质量为m=0.04 kg。将其置于磁感强度为B=5T的水平匀强磁场上方h=0.45m处,如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时,(重力加速度取g=10 m/s2)
(1)求线框中产生的感应电动势大小;
(2)求cd两点间的电势差大小;
(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h。