精品解析:云南省保山市隆阳区保山市智源高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题
2024-08-04
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内容正文:
保山市智源中学2023-2024学年下学期高二年级
期中考试 物理试卷
考试时间:75分钟 试卷总分:100分
注意事项:
1. 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场、座位号填写在答题卡上。
2. 回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号框。写在本试卷上无效。
3. 答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
第Ⅰ卷(选择题,共43分)
一、单项选择题:(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)
1. 放射性同位素被考古学家称为“碳钟”,它可以用来判定古生物的年代。在生物活体中的含量是不变的,当生物体死亡后,机体内的含量将会不断减少,其半衰期为5730年。若测得一具古生物遗骸中含量只有活体中的,下列说法正确的是( )
A. 发生α衰变的方程是
B. 由于古生物外界环境的变化,的半衰期会变长
C. 该古生物遗骸距今大约有17190年
D. 在不同的古生物遗骸中的半衰期不一样
【答案】C
【解析】
【详解】A.α衰变实质是放出高速氦()核流,而衰变实质是放出高速电子()流,根据可知是发生衰变,故A错误;
BD.半衰期由原子核本身决定,与外界任何因素都无关,所以外界环境的变化和含量多少不会使半衰期变化,故BD错误;
C.经过一个半衰期,有半数发生衰变,测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的12.5%,根据
解得
即经过3个半衰期,所以该古生物遗骸距今大约有
故C正确。
故选C。
2. 某种理想气体,从状态A到状态B到状态C再回到状态A,其压强p与温度T的关系图像如图所示,AB的反向延长线经过坐标原点O,BC与横轴平行,下列说法正确的是( )
A. 气体从状态A到状态B体积增大
B. 气体从状态A到状态B从外界吸热
C. 气体从状态B到状态C,外界对气体做功
D. 气体从状态C到状态A体积增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,气体从状态A到状态B是等容变化,体积不变,故A错误;
B.气体从状态A到状态B,有
由于温度升高,所以内能增大,气体从外界吸热,故B正确;
C.气体从状态B到状态C,是等压变化,温度升高,体积增大,气体对外做功,故C错误;
D.由于
所以
故D错误。
故选B。
3. 如图,半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖,在O点发生反射和折射,折射光在光屏上呈现七色光带,a、b是光带的上下边界。若入射点由A向B缓慢移动,并保持白光沿半径方向入射到O点,则( )
A. b光最先消失 B. a光最先消失 C. b光是红光 D. a光是绿光
【答案】A
【解析】
【详解】CD.如图,a光的折射率小于b光的折射率,可知a光是红光,b光是紫光,故CD错误;
AB.因b光的折射率最大,频率也最大,发生全反射的临界角最小,故b光最先消失,故A正确,B错误。
故选A。
4. 有一部关于星际大战的电影里有一个片段,在与地球类似的星球的“赤道”的实验室里,有一个固定的竖直光滑圆轨道,内侧有一个小球恰能做完整的圆周运动,一侧的仪器数据显示:该运动的轨道半径为r,最高点的速度为v。若真存在这样的星球,而且该星球的半径为R,自转可忽略,该星球的第一宇宙速度为是( )
A. v B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在该运动的轨道的最高点,该星球上的重力提供向心力有
在该星球表面,万有引力等于重力,则有
在该星球表面,万有引力提供向心力有
联立解得该星球的第一宇宙速度为
故选C。
5. 如图所示为电视机显像管的俯视图,电子束在偏转线圈产生的磁场中发生偏转,垂直纸面向里为磁场的正方向,没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点,下列能使电子束打在荧光屏上的位置由A点逐渐向B点移动的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,垂直纸面向里为磁场的正方向,电子束经磁场时先向上偏转,打在荧光屏上的位置由A点,所受洛伦兹力方向向上,由左手定则可知,偏转磁场的方向垂直纸面向外,是负方向。若要使电子束打在荧光屏上的位置B点,所受洛伦兹力方向向下,由左手定则可知,偏转磁场的方向垂直纸面向里,是正方向。因此使电子束打在荧光屏上的位置由A点逐渐向B点移动时,偏转磁场方向应先垂直纸面向外,是负方向,且磁感应强度逐渐减小到零,后偏转磁场方向垂直纸面向里,是正方向,磁感应强度逐渐增大,因此可知ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6. 如图甲为手机及无线充电器,图乙为充电原理示意图,其中送电线圈和受电线圈匝数比n1∶n2=5∶1。无线充电器能给手机充电正是因为两者内部有线圈存在,当电源的电流通过无线充电器的送电线圈会产生变化的磁场,手机端的受电线圈靠近该磁场就会产生电流,成功实现无线充电。下列说法中正确的是( )
A. cd间输出的是直流电
B. 若图乙所示的磁感应强度在增大,c点的电势高于d点
C. 送电线圈与受电线圈中的电流之比为5∶1
D. 若送电线圈中的电流均匀增加,则受电线圈中的电流也一定均匀增加
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据电磁感应原理可知,cd间输出的是交流电,A错误;
B.若图乙所示的磁感应强度在增大,由楞次定律可知及安培定则可知,c点的电势高于d点,故B正确;
C.根据电流与匝数关系
故C错误;
D. 若送电线圈中电流均匀增加,则受电线圈中电流为恒定电流,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,长度的水平传送带在电动机的驱动下以的恒定速率顺时针转动,传送带的左端与光滑斜面平滑连接。一个质量m=1kg的物块A从光滑斜面上高为h=0.8m处由静止释放,物块A滑上传送带时,质量M= 7 kg的物块B从传送带的右端以某速度水平向左滑上传送带,物块B速度为零时,物块A、B在传送带上发生碰撞。已知物块A、B与传送带间的动摩擦因数分别为、,取重力加速度大小。下列说法中正确的是( )
A. 物块A滑上传送带时的速度大小为2m/s
B. 滑上传送带后经过1s与B碰撞
C. 物块B滑上传送带时的速度大小为4m/s
D. 物块B滑上传送带时的速度大小为8m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A.设物块A沿斜面滑到底端时的速度大小为,根据动能定理有
解得
A错误;
B.假设物块A一直做匀加速直线运动,经过时间二者相碰,有
解得
此时物块A的速度大小
假设成立,B错误;
CD.根据上述分析可得
解得
C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 一列沿轴传播的简谐横波,时的部分波形图如图1所示,处质点的振动图像如图2所示,下列说法正确的是( )
A. 这列横波的传播速度为
B. 这列横波沿轴正方向传播
C. 处质点在内通过的路程为
D. 处质点时沿轴正方向振动
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据图像可知
传播速度为
A正确;
B.时,处质点沿轴负方向振动,根据波源带动法可知这列横波沿轴负方向传播,B错误;
C.振动周期为,则内通过的路程为
C错误;
D.处质点时沿轴正方向振动,,时沿轴负方向振动,D错误。
故选A。
9. 大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光,用这些光照射如图甲所示的光电管的阴极K。已知氢原子的部分能级图如图乙所示,阴极K为金属钨,其逸出功为4.54eV。下列说法中正确的是( )
A. 这些氢原子最多发出6种不同频率的光
B. 能使金属钨发生光电效应的光有3种
C. 逸出光电子的最大初动能一定为9.06eV
D. 若将滑动变阻器的滑片调到最左端,电路中的光电流一定变为0
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据
可知这些氢原子最多发出6种不同频率的光,故A正确;
B.根据光电效应方程
可知能使金属钨发生光电效应的光有3种,对应跃迁的能级为,,,故B正确;
C.从跃迁产生的光子能量最大,即
则逸出光电子的最大初动能为
故C错误;
D.滑动变阻器调到最左端,光电管两端电压为零,但是光电子发生了光电效应,有速度,能够到达A极板,电流不为0,故D错误。
故选AB。
10. 如图甲所示,一个匝的圆形导体线圈,面积,总电阻。在线圈内存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R=2的电阻,将其与图甲中线圈的两端a、b分别相连接,其余电阻不计,下列说法正确的是( )
A. a点电势比b点电势高
B. a、b两点间的电压大小为4V
C. a、b两点间的电压大小为5V
D. 04s时间内电阻R上产生的热量为32J
【答案】BD
【解析】
【详解】A.如图乙所示知磁通量增大,根据楞次定律得如图甲的线圈感应电流方向为顺时针,得b点相当于电源的正极,a点相当于电源的负极,则a点电势比b点电势低,故A错误;
BC.如图乙所示有
感应电动势为
联立解得
根据闭合电路欧姆定律得
而a、b两点间的电压大小为
联立解得
故B正确,C错误;
D.04s时间内电阻R上产生的热量为
故D正确。
故选BD。
第Ⅱ卷(非选择题,共57分)
三、实验题(本题共2小题,共16分)
11. 在“测定玻璃的折射率”的实验中,如图甲所示,某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面所在直线和。O为直线AO与的交点,在直线AO上竖直地插上、两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有
A. 插上大头针,使仅挡住的像 B. 插上大头针,使挡住和的像
C. 插上大头针,使仅挡住 D. 插上大头针,使挡住和、的像。
(2)过、作直线交于,过作垂直于的直线,连接。测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=__________。
(3)假设你手头没有量角器,不能测得入射角和折射角,你还可以利用__________器材也能测得该玻璃的折射率。
【答案】(1)BD (2)
(3)刻度尺
【解析】
【小问1详解】
确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3,使P3能挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置的方法是插上大头针P4,使P4能挡住P3和P1、P2的像,故该同学接下来要完成的必要步骤有BD。
故选BD。
【小问2详解】
光线在面的入射角为,折射角为,则根据折射定律得玻璃砖的折射率为
【小问3详解】
可以把对应角度的正弦值转化为对应的线段长度,用刻度尺测出线段的长度即可。
12. 某实验小组测未知电阻的阻值时,先用多用电表进行粗测,再改装电表后采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。
(1)先用多用表的欧姆挡“×1”按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数应记为______Ω。
(2)再改装电表,将表盘刻度均匀、量程为100、内阻为100Ω的电流表串联一个29900Ω的电阻将它改装成电压表,则改装后的电压表的量程是________V。用它来测量电压时,表盘指针位置如图乙所示,此时电压表的读数为_________V。
(3)某实验小组的同学按图丙所示的实验电路连接好了器材,调节滑动变阻器,记下电压表和电流表的多组示数,并在坐标纸上建立U、I坐标系,用测量数据描绘出图线如图丁所示。由图线得到未知电阻的阻值=________Ω(保留两位有效数字),若不考虑偶然误差,该小组实验的主要误差来源是________________________。
【答案】(1)3.5 (2) ①. 3 ②. 2.4
(3) ①. 4.0 ②. 电压表的分流
【解析】
【小问1详解】
由图示多用电表可知,待测电阻阻值读数记为
【小问2详解】
[1]灵敏电流表与一较大的电阻串联即可改装成电压表。由欧姆定律可得
[2]此时表盘每格表示0.3V,最小读数只能读到0.1V,则所指示的电压为2.4V。
【小问3详解】
[1]由图线得到未知电阻的阻值
[2]该实验电路采用的是电流表的“外接法”,电流表测量的是通过电压表和未知电阻的总电流,所以,该小组实验的主要误差来源是:电压表的分流。
四、计算题(本题共3道小题,共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤,只写出最后答案不得分。有单位的数值,答案必须写出单位,否则不得分)
13. 某物理探究小组设计了一个报警装置,其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体,活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热,活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处,此时气体达到状态B。活塞保持不动,气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中,从外界吸收的热量150J ,大气压强,重力加速度g取,求:
(1)气体在状态C时的压强;
(2)气体由状态A到状态C过程中,气体内能增加量。
【答案】(1);(2)140J
【解析】
【详解】(1)气体在状态A时,有
解得
气体由状态A到状态B过程中,气体的压强不变,由盖吕萨克定律有
解得
气体由状态B到状态C过程中,气体的体积不变,由查理定律有
解得
(2)气体从状态A到状态C的过程中,气体对外做的功为
由热力学第一定律有
解得
14. 保龄球运动既可以锻炼身体,又可以缓解心理压力,而且老少咸宜,广受大众的喜爱。某同学设想了如下过程来模拟一次保龄球的投掷、运行、撞击的训练过程.如图所示,将一质量为的保龄球从A点开始由静止向前掷出,球沿曲线运动,脱手后,在B点以的速度切入水平球道。球做直线运动经时间后在C点与质量为的球瓶发生正碰。已知在A点时保龄球的下沿距离球道表面的高度为,保龄球在球道上运动时受到的阻力恒为重力的倍,g取,忽略空气阻力,忽略保龄球的滚动,球与球瓶的碰撞时间极短,碰撞中没有能量损失,球与球瓶均可看成质点。求:
(1)运动员在掷球过程中对保龄球做的功;
(2)在撞上球瓶前的瞬间,保龄球的速度的大小;
(3)碰撞后,球瓶的速度的大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)运动员在掷球过程中,根据动能定理可得
解得运动员对保龄球做的功为
(2)保龄球从B到C的过程,根据动量定理可得
解得在撞上球瓶前的瞬间,保龄球的速度大小为
(3)球与球瓶的碰撞时间极短,碰撞中没有能量损失,可知碰撞过程满足动量守恒和机械能守恒,则有
联立解得碰撞后,球瓶的速度大小为
15. 如图所示,在竖直平面内有一质量m=0.5kg、电荷量q=+2×10-3C的带电小球,有一根长L=0.1 m且不可伸长的绝缘轻细线系在一方向水平向右、分布的区域足够大的匀强电场中的O点。已知A、O、C点等高,且OA=OC=L,若将带电小球从A点无初速度释放,小球到达最低点B时速度恰好为零,g取10 m/s2。
(1)求匀强电场的电场强度E的大小;
(2)求小球从A点由静止释放运动到B点的过程中速度最大时细线的拉力大小;
(3)若将带电小球从C点无初速度释放,求小球到达B点时细线张力大小。
【答案】(1)2.5×103 N/C(2)(3)15N
【解析】
【分析】
【详解】(1)小球从A到B的过程中,仅重力和电场力做功,小球到达最低点B时速度为零,则
0=mgL-EqL
代入数据计算可得
E=2.5×103N/C
(2)小球到达最低点B时速度为零,根据对称性可知,达到最大速度的位置为AB弧的中点,即当沿轨迹上某一点切线方向的合力为零时,小球的速度有最大值,由动能定理有
电场力和重力的合力与绳子拉力提供向心力,则
则速度最大时细线的拉力
(3)小球从C释放,小球仅受到重力和电场力,小球沿直线CB做匀加速度直线运动,由动能定理得
。
解得
方向沿CB方向,即与水平方向上成45°夹角斜向右下。
小球到B点后,小球受到绳子拉力,开始做圆周运动,在竖直方向上
以上各式联立解得
T=15N
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保山市智源中学2023-2024学年下学期高二年级
期中考试 物理试卷
考试时间:75分钟 试卷总分:100分
注意事项:
1. 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场、座位号填写在答题卡上。
2. 回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号框。写在本试卷上无效。
3. 答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
第Ⅰ卷(选择题,共43分)
一、单项选择题:(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)
1. 放射性同位素被考古学家称为“碳钟”,它可以用来判定古生物的年代。在生物活体中的含量是不变的,当生物体死亡后,机体内的含量将会不断减少,其半衰期为5730年。若测得一具古生物遗骸中含量只有活体中的,下列说法正确的是( )
A. 发生α衰变的方程是
B. 由于古生物外界环境的变化,的半衰期会变长
C. 该古生物遗骸距今大约有17190年
D. 在不同的古生物遗骸中的半衰期不一样
2. 某种理想气体,从状态A到状态B到状态C再回到状态A,其压强p与温度T的关系图像如图所示,AB的反向延长线经过坐标原点O,BC与横轴平行,下列说法正确的是( )
A. 气体从状态A到状态B体积增大
B. 气体从状态A到状态B从外界吸热
C. 气体从状态B到状态C,外界对气体做功
D. 气体从状态C到状态A体积增大
3. 如图,半圆形玻璃砖置于光屏PQ的左下方。一束白光沿半径方向从A点射入玻璃砖,在O点发生反射和折射,折射光在光屏上呈现七色光带,a、b是光带的上下边界。若入射点由A向B缓慢移动,并保持白光沿半径方向入射到O点,则( )
A. b光最先消失 B. a光最先消失 C. b光是红光 D. a光是绿光
4. 有一部关于星际大战的电影里有一个片段,在与地球类似的星球的“赤道”的实验室里,有一个固定的竖直光滑圆轨道,内侧有一个小球恰能做完整的圆周运动,一侧的仪器数据显示:该运动的轨道半径为r,最高点的速度为v。若真存在这样的星球,而且该星球的半径为R,自转可忽略,该星球的第一宇宙速度为是( )
A. v B. C. D.
5. 如图所示为电视机显像管的俯视图,电子束在偏转线圈产生的磁场中发生偏转,垂直纸面向里为磁场的正方向,没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点,下列能使电子束打在荧光屏上的位置由A点逐渐向B点移动的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图甲为手机及无线充电器,图乙为充电原理示意图,其中送电线圈和受电线圈匝数比n1∶n2=5∶1。无线充电器能给手机充电正是因为两者内部有线圈存在,当电源的电流通过无线充电器的送电线圈会产生变化的磁场,手机端的受电线圈靠近该磁场就会产生电流,成功实现无线充电。下列说法中正确的是( )
A. cd间输出的是直流电
B. 若图乙所示的磁感应强度在增大,c点的电势高于d点
C. 送电线圈与受电线圈中的电流之比为5∶1
D. 若送电线圈中的电流均匀增加,则受电线圈中的电流也一定均匀增加
7. 如图所示,长度的水平传送带在电动机的驱动下以的恒定速率顺时针转动,传送带的左端与光滑斜面平滑连接。一个质量m=1kg的物块A从光滑斜面上高为h=0.8m处由静止释放,物块A滑上传送带时,质量M= 7 kg的物块B从传送带的右端以某速度水平向左滑上传送带,物块B速度为零时,物块A、B在传送带上发生碰撞。已知物块A、B与传送带间的动摩擦因数分别为、,取重力加速度大小。下列说法中正确的是( )
A. 物块A滑上传送带时的速度大小为2m/s
B. 滑上传送带后经过1s与B碰撞
C. 物块B滑上传送带时的速度大小为4m/s
D. 物块B滑上传送带时的速度大小为8m/s
二、多项选择题(本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
8. 一列沿轴传播的简谐横波,时的部分波形图如图1所示,处质点的振动图像如图2所示,下列说法正确的是( )
A. 这列横波的传播速度为
B. 这列横波沿轴正方向传播
C. 处质点在内通过的路程为
D. 处质点时沿轴正方向振动
9. 大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光,用这些光照射如图甲所示的光电管的阴极K。已知氢原子的部分能级图如图乙所示,阴极K为金属钨,其逸出功为4.54eV。下列说法中正确的是( )
A. 这些氢原子最多发出6种不同频率的光
B. 能使金属钨发生光电效应的光有3种
C. 逸出光电子的最大初动能一定为9.06eV
D. 若将滑动变阻器的滑片调到最左端,电路中的光电流一定变为0
10. 如图甲所示,一个匝的圆形导体线圈,面积,总电阻。在线圈内存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域,磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个R=2的电阻,将其与图甲中线圈的两端a、b分别相连接,其余电阻不计,下列说法正确的是( )
A. a点电势比b点电势高
B. a、b两点间的电压大小为4V
C. a、b两点间的电压大小为5V
D. 04s时间内电阻R上产生的热量为32J
第Ⅱ卷(非选择题,共57分)
三、实验题(本题共2小题,共16分)
11. 在“测定玻璃的折射率”的实验中,如图甲所示,某同学先将白纸平铺在木板上并用图钉固定,玻璃砖平放在白纸上,然后在白纸上确定玻璃砖的界面所在直线和。O为直线AO与的交点,在直线AO上竖直地插上、两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有
A. 插上大头针,使仅挡住的像 B. 插上大头针,使挡住和的像
C. 插上大头针,使仅挡住 D. 插上大头针,使挡住和、的像。
(2)过、作直线交于,过作垂直于的直线,连接。测量图中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率n=__________。
(3)假设你手头没有量角器,不能测得入射角和折射角,你还可以利用__________器材也能测得该玻璃的折射率。
12. 某实验小组测未知电阻的阻值时,先用多用电表进行粗测,再改装电表后采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。
(1)先用多用表的欧姆挡“×1”按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数应记为______Ω。
(2)再改装电表,将表盘刻度均匀、量程为100、内阻为100Ω的电流表串联一个29900Ω的电阻将它改装成电压表,则改装后的电压表的量程是________V。用它来测量电压时,表盘指针位置如图乙所示,此时电压表的读数为_________V。
(3)某实验小组的同学按图丙所示的实验电路连接好了器材,调节滑动变阻器,记下电压表和电流表的多组示数,并在坐标纸上建立U、I坐标系,用测量数据描绘出图线如图丁所示。由图线得到未知电阻的阻值=________Ω(保留两位有效数字),若不考虑偶然误差,该小组实验的主要误差来源是________________________。
四、计算题(本题共3道小题,共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤,只写出最后答案不得分。有单位的数值,答案必须写出单位,否则不得分)
13. 某物理探究小组设计了一个报警装置,其原理如图所示。在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体,活塞能无摩擦滑动。开始时气体处于温度、活塞与容器底的距离的状态A。环境温度升高时容器内气体被加热,活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处,此时气体达到状态B。活塞保持不动,气体被继续加热至温度的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中,从外界吸收的热量150J ,大气压强,重力加速度g取,求:
(1)气体在状态C时的压强;
(2)气体由状态A到状态C过程中,气体内能增加量。
14. 保龄球运动既可以锻炼身体,又可以缓解心理压力,而且老少咸宜,广受大众的喜爱。某同学设想了如下过程来模拟一次保龄球的投掷、运行、撞击的训练过程.如图所示,将一质量为的保龄球从A点开始由静止向前掷出,球沿曲线运动,脱手后,在B点以的速度切入水平球道。球做直线运动经时间后在C点与质量为的球瓶发生正碰。已知在A点时保龄球的下沿距离球道表面的高度为,保龄球在球道上运动时受到的阻力恒为重力的倍,g取,忽略空气阻力,忽略保龄球的滚动,球与球瓶的碰撞时间极短,碰撞中没有能量损失,球与球瓶均可看成质点。求:
(1)运动员在掷球过程中对保龄球做的功;
(2)在撞上球瓶前的瞬间,保龄球的速度的大小;
(3)碰撞后,球瓶的速度的大小。
15. 如图所示,在竖直平面内有一质量m=0.5kg、电荷量q=+2×10-3C的带电小球,有一根长L=0.1 m且不可伸长的绝缘轻细线系在一方向水平向右、分布的区域足够大的匀强电场中的O点。已知A、O、C点等高,且OA=OC=L,若将带电小球从A点无初速度释放,小球到达最低点B时速度恰好为零,g取10 m/s2。
(1)求匀强电场的电场强度E的大小;
(2)求小球从A点由静止释放运动到B点的过程中速度最大时细线的拉力大小;
(3)若将带电小球从C点无初速度释放,求小球到达B点时细线张力大小。
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