(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?
在香港海洋公园的游乐场中,有一台大型游戏机叫”跳楼机”.参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处,然后由静止释放,座椅做自由落体运动。座椅沿轨道自由下落一段时间后,开始受到压缩空气提供的恒定阻力而紧接着做匀减速运动,下落到离地面4.0 m高处速度刚好减小到零,这一下落全过程经历的时间是6s. 取g=10m/s2.求:
(1)座椅被释放后自由下落的高度有多高?
(2)在匀减速运动阶段,座椅和游客的加速度大小是多少?
驾驶手册规定:具有良好刹车性能的汽车在以90km/h的速率行驶时,可以在56m的距离内刹住;在以54km/h的速率行驶时,可以在24m的距离内刹住。假设对这两种速率,驾驶员的反应时间(在反应时间内驾驶员来不及刹车,车速不变)与刹车产生的加速度都相同,则驾驶员的反应时间为多少?
(8分)汽车自O点由静止开始在平直公路上做匀加速直线运动,途中依次经过P、Q两根电线杆所用时间为6s,已知P、Q相距60m,经过Q点时的速率为15m/s,则:
(1)汽车经过P时的速率是多少?
(2)汽车的加速度是多少?
(3)OP两点间的距离是多少?
(19 分)如图所示,正方形单匝均匀线框abcd,边长L=0.4m,每边电阻相等,总电阻R=0.5Ω。 一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮,一端连接正方形线框,另一端连接绝缘物体P,物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上,斜面倾角θ=30°,斜面上方的细线与斜面平行。在正方形线框正下方有一有界的勻强磁场,上边界I和下边界II都水平,两边界之间距离也是L=0.4m。磁场方向水平,垂直纸面向里,磁感应强度大小B=0.5T。 现让正方形线框的cd边距上边界I的正上方高度h=0.9m的位置由静止释放,且线框在运动过程中始终与磁场垂直,cd边始终保持水平,物体P始终在斜面上运动,线框刚好能以v =3m/S的速度进入勻强磁场并匀速通过匀强磁场区域。释放前细线绷紧,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。
(1)线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中,c、d间的电压是多大?
(2)线框的质量m1和物体P的质量m2分别是多大?
(3)在cd边刚进入磁场时,给线框施加一个竖直向下的拉力F使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域,在此过程中,力F做功W=0.23J,求正方形线框cd边产生的焦耳热是多少?
(17 分)如图所示的坐标系xOy中,x<0, y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场,的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场,X轴上A点坐标为(-L,0),Y轴上B点的坐标为(0,
)。有一个带正电的粒子从A点以初速度vA沿y轴正方向射入匀强电场区域,经过B点进入匀强磁场区域,然后经x轴上的C点 (图中未画出)运动到坐标原点O。不计重力。求:
(1)粒子在B点的速度vB是多大?
(2)C点与O点的距离xc是多大?
(3)匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度的比值是多大?