内容正文:
昭通一中教研联盟2023~2024学年下学期高二年级期末质量检测
物理(B卷)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷第1页至第3页,第Ⅱ卷第4页至第6页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共43分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
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的)
1. 许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献,也创造出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思维法、建立物理模型法、类比法和科学假设法等。下列关于物理学史和物理学方法的叙述错误的是( )
A. 法拉第引入了电场线,以便形象直观地描述场强的大小和方向
B. 卡文迪什巧妙地运用放大法,通过扭秤实验验证库仑定律
C. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,不能用实验直接验证
D. 伽利略在研究自由落体运动过程中,把科学实验和逻辑推理结合起来
2. 如图甲所示为位移一时间图像,图乙为速度—时间图像,图中给出的四条图线1、2、3、4分别代表四个物体从同一地点出发的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 乙图中,时刻物体3与物体4相遇
B. 四个物体均做直线运动
C. 甲图中,0至时间内,物体2的平均速度大于物体1的平均速度
D. 乙图中,时刻物体3和物体4的加速度相等
3. 如图所示,实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带电粒子仅在静电力作用下通过该电场,图中虚线为粒子的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是( )
A. 粒子经过a点时的动能大于经过b点时
B. a点电势高于b点电势
C. 粒子一定带负电
D. a点场强小于b点场强
4. 甲图为原、副线圈匝数比为44∶1的理想变压器的示意图,副线圈接有的灯泡。在原线圈接入图乙所示的正弦交流电压时,灯泡恰好正常发光,此时灯泡的功率为( )
A. 1W B. 5W C. 10W D. 25W
5. 一列沿着x轴传播的横波,在时刻的波形如图1所示,图1中Q点的振动图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为4m/s B. 波沿x轴负方向传播
C. 质点Q振幅为13cm D. 质点P经过1s沿x轴正方向移动2m
6. 航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图所示。关于航天飞机的运动,下列说法中正确的是( )
A. 在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过B的速度
B. 在轨道Ⅱ上经过A的动能大于在轨道Ⅰ上经过A的动能
C. 在轨道Ⅱ上运动的周期等于在轨道Ⅰ上运动的周期
D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
7. 如图所示,质量为M的物块A放在水平桌面上,质量为m的物块B通过轻绳与A相连,水平拉力F(大小未知)作用在物块B上,系统恰好处于平衡状态,此时轻绳与竖直方向的夹角为。已知物块A与桌面之间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 轻绳的拉力大小为
B. F的大小为
C. 桌面对A的摩擦力大小为
D. 桌面对A的支持力大小为
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. 下列关于光的现象说法正确的是( )
A. 水面上漂着的油膜呈彩色,是光的干涉现象
B. 相机镜头上的增透膜,利用了光的偏振
C. 泊松亮斑现象是光的衍射现象,说明光具有波动性
D. 雨后天空出现的彩虹,是光的干涉现象
9. 如图所示,在一磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,垂直磁场方向水平放置两根相距为L=0.1 m的平行金属导轨MN和PQ,在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3 Ω的电阻.金属棒ab垂直导轨放置,其电阻r=0.2 Ω,其它电阻不计.当金属棒在水平拉力作用下以速度v=4.0 m/s向左做匀速运动时
A. a端电势比b端电势高
B. N、Q间电压为0.2 V
C. 回路中感应电流大小为1 A
D. ab棒所受安培力大小为0.02 N
10. 如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为E,在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,有一个带电粒子(重力不计)以垂直于轴的初速度从轴上的P点进入匀强电场,恰好与y轴成45°射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限,已知OP之间的距离为,则带电粒子( )
A. 带正电荷
B. 在电场中运动的时间为
C. 在磁场中做圆周运动的半径为2
D. 在磁场中运动半周
第Ⅱ卷(非选择题,共57分)
注意事项:
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
三、填空、实验题(本大题共2小题,共18分)
11. (1)某同学用弹簧测力计粗测重力加速度。将一个质量为165g的物体挂在校准后的竖直弹簧测力计下端,静止时指针如图1所示,则重力加速度为________m/s2(结果保留2位有效数字)。
(2)某同学用如图2所示的装置测量重力加速度。打点计时器的打点周期为T。让重物从静止开始下落,打出一条清晰的纸带,其中的一部分如图3所示。A、B、C、D、E为纸带上5个连续打下的点。根据纸带可得重力加速度g=________(用、、、T表示)。
(3)某实验小组利用图4装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点,下端悬挂一小钢球,通过光电门传感器采集摆动周期。
①组装好装置后,用毫米刻度尺测量摆线长度L,用螺旋测微器测量小钢球直径d。螺旋测微器示数如图5所示,小钢球直径d=________mm,记摆长。
②多次改变摆线长度,在小摆角下测得不同摆长l对应的小钢球摆动周期T,并作出图像,如图6所示。已知图线斜率为k,可得重力加速度g=________(用k、表示)。
12. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中,通过测算得到一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,形成面积为S的单分子油膜。用以上字母表示油酸分子直径的大小______。(用已知量的符号表示)
(2)某实验小组用如图甲所示的实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。
①关于实验过程,下列说法错误的是______。(填符合要求的选项)
A.改变体积时,要缓慢推拉注射器活塞
B.为防止漏气,针管与活塞之间要涂润滑油
C.可以用手握紧针筒以方便推拉活塞
②为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,他们进行了两次实验,得到的图像如图乙所示,由图可知两次实验气体的温度大小关系为______(填“<”“=”或“>”)。
③为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,应作出______(填“”或“”)图像。另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示,若实验操作规范正确,则图线不过原点的原因可能是______。(填符合要求的选项)
A.连接注射器和压力表的细管中有气体体积未计入
B.实验过程中出现漏气现象
C.实验过程中气体温度降低
四、计算题(本大题共3小题,共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,一架质量m=5.0×103kg的喷气式飞机,从静止开始在机场的跑道上滑行,经过距离x=5.0×102m,达到起飞速度v=60m/s。在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍,g取10m/s2,求:
(1)飞机滑行时的加速度为多大;
(2)飞机滑行时受到的牵引力多大。
14. 如图所示,内壁光滑的薄壁圆柱形导热汽缸开口朝下,汽缸高度为h,横截面积为S。汽缸开口处有一厚度可忽略不计的活塞。缸内封闭了压强为的理想气体。已知此时外部环境的热力学温度为T0,大气压强为,活塞的质量为,g为重力加速度。
(1)若把汽缸放置到热力学温度比外部环境低的冷库中,稳定时活塞位置不变,求稳定时封闭气体的压强;
(2)若把汽缸缓缓倒置,使开口朝上,环境温度不变,求稳定时活塞到汽缸底部的距离。
15. 如图,高度的水平桌面上放置两个相同物块A、B,质量。A、B间夹一压缩量的轻弹簧,弹簧与A、B不栓接。同时由静止释放A、B,弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程;B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离后停止。A、B均视为质点,取重力加速度。求:
(1)脱离弹簧时A、B的速度大小和;
(2)物块与桌面间的动摩擦因数μ;
(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能。
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昭通一中教研联盟2023~2024学年下学期高二年级期末质量检测
物理(B卷)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷第1页至第3页,第Ⅱ卷第4页至第6页。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
第Ⅰ卷(选择题,共43分)
注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
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的)
1. 许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献,也创造出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思维法、建立物理模型法、类比法和科学假设法等。下列关于物理学史和物理学方法的叙述错误的是( )
A. 法拉第引入了电场线,以便形象直观地描述场强的大小和方向
B. 卡文迪什巧妙地运用放大法,通过扭秤实验验证库仑定律
C. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,不能用实验直接验证
D. 伽利略在研究自由落体运动过程中,把科学实验和逻辑推理结合起来
【答案】B
【解析】
【详解】A.法拉第引入了电场线,以便形象直观地描述场强的大小和方向,选项A正确;
B.卡文迪什巧妙地运用放大法,通过扭秤实验测得了万有引力常数,选项B错误;
C.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,不能用实验直接验证,选项C正确;
D.伽利略在研究自由落体运动过程中,把科学实验和逻辑推理结合起来,选项D正确。
此题选择错误的,故选B。
2. 如图甲所示为位移一时间图像,图乙为速度—时间图像,图中给出的四条图线1、2、3、4分别代表四个物体从同一地点出发的运动情况,下列说法正确的是( )
A. 乙图中,时刻物体3与物体4相遇
B. 四个物体均做直线运动
C. 甲图中,0至时间内,物体2的平均速度大于物体1的平均速度
D. 乙图中,时刻物体3和物体4的加速度相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙图中,图像与时间轴围成的面积表示位移,可知0至时间内物体4的位移大于物体3的位移,则时刻物体4在物体3前面,故A错误;
B.位移—时间图像、速度—时间图像反映的都是直线运动的规律,故B正确;
C.甲图中,在0至时间内的位移相等,时间相等,所以物体2与物体1的平均速度相等,故C错误;
D.乙图中,图线的斜率表示加速度,时刻物体3和物体4对应的斜率不同,则时刻物体3和物体4的加速度不相等,故D错误;
故选B。
3. 如图所示,实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带电粒子仅在静电力作用下通过该电场,图中虚线为粒子的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是( )
A. 粒子经过a点时的动能大于经过b点时
B. a点电势高于b点电势
C. 粒子一定带负电
D. a点场强小于b点场强
【答案】A
【解析】
【详解】D.由图可知,a点电场线密集,故a点电场强度大于b点的电场强度,故D错误;
B.实线是一簇由负点电荷产生的电场线,a处一定距离负电荷更近,所以a点的电势低于b点的电势,故B错误;
AC.由图可知粒子的运动轨迹向左弯曲,粒子受电场力的方向指向轨迹的凹侧,说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左,与电场线方向相同,所以粒子带正电。若粒子从a到b,则电场力对粒子做负功,粒子的动能减小,若粒子从b到a,则电场力对粒子做正功,粒子的动能增大,所以粒子经过a点时的动能大于经过b点时,故C错误,A正确。
故选A。
4. 甲图为原、副线圈匝数比为44∶1的理想变压器的示意图,副线圈接有的灯泡。在原线圈接入图乙所示的正弦交流电压时,灯泡恰好正常发光,此时灯泡的功率为( )
A. 1W B. 5W C. 10W D. 25W
【答案】B
【解析】
【详解】由图乙可知,原线圈的输入电压有效值为
则副线圈的输出电压有效值为
灯泡的功率为
故选B。
5. 一列沿着x轴传播的横波,在时刻的波形如图1所示,图1中Q点的振动图像如图2所示。下列说法正确的是( )
A. 该波的波速为4m/s B. 波沿x轴负方向传播
C. 质点Q振幅为13cm D. 质点P经过1s沿x轴正方向移动2m
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图甲可知,波长为,由图乙可知,周期为,则该波的波速为
故A错误;
B.由图乙可知,时,质点沿轴正方向振动,结合图甲,由同侧法可知,波沿x轴正方向传播,故B错误;
C由图可知,质点Q振幅为,故C正确;
D.质点不能随波移动,故D错误。
故选C。
6. 航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图所示。关于航天飞机的运动,下列说法中正确的是( )
A. 在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过B的速度
B. 在轨道Ⅱ上经过A的动能大于在轨道Ⅰ上经过A的动能
C. 在轨道Ⅱ上运动的周期等于在轨道Ⅰ上运动的周期
D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
【答案】A
【解析】
【详解】A.轨道Ⅱ相对于轨道Ⅰ是低轨道,由低轨道变轨到高轨道需要在切点位置加速,可知在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过B的速度,故A正确;
B.结合上述,在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过B的速度,则在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能,故B错误;
C.根据开普勒第三定律有
由于
则有
即在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期,故C错误;
D.根据牛顿第二定律有
解得
可知,在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,质量为M的物块A放在水平桌面上,质量为m的物块B通过轻绳与A相连,水平拉力F(大小未知)作用在物块B上,系统恰好处于平衡状态,此时轻绳与竖直方向的夹角为。已知物块A与桌面之间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 轻绳的拉力大小为
B. F的大小为
C. 桌面对A的摩擦力大小为
D. 桌面对A的支持力大小为
【答案】A
【解析】
【详解】AB.对B进行分析,,根据平衡条件有
,
解得
,
故A正确,B错误;
CD.对A进行分析,根据平衡条件有
,
解得
,
故CD错误。
故选A。
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. 下列关于光的现象说法正确的是( )
A. 水面上漂着的油膜呈彩色,是光的干涉现象
B. 相机镜头上的增透膜,利用了光的偏振
C. 泊松亮斑现象是光的衍射现象,说明光具有波动性
D. 雨后天空出现的彩虹,是光的干涉现象
【答案】AC
【解析】
【详解】A.水面上漂着的油膜呈彩色,是光的干涉现象,故A正确;
B.相机镜头上的增透膜,利用了光的干涉,故B错误;
C.泊松亮斑现象是光的衍射现象,说明光具有波动性,故C正确;
D.雨后天空出现的彩虹,是光的折射现象,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,在一磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中,垂直磁场方向水平放置两根相距为L=0.1 m的平行金属导轨MN和PQ,在两根导轨的端点N、Q之间连接一阻值R=0.3 Ω的电阻.金属棒ab垂直导轨放置,其电阻r=0.2 Ω,其它电阻不计.当金属棒在水平拉力作用下以速度v=4.0 m/s向左做匀速运动时
A. a端电势比b端电势高
B. N、Q间电压为0.2 V
C. 回路中感应电流大小为1 A
D. ab棒所受安培力大小为0.02 N
【答案】AD
【解析】
【详解】A、由右手定则判断知,ab棒中感应电流方向由b到a,a端相当于电源的正极,电势较高,故A正确;
BC、ab棒产生的感应电动势E=BLv=0.5×0.1×4V=0.2V,感应电流为I0.4A,N、Q间电压为U=IR=0.4×0.3V=0.12V,故BC错误;
D、a b棒所受安培力大小 F安=BIL=0.5×0.4×0.1N=0.02N,故D正确.
10. 如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为E,在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,有一个带电粒子(重力不计)以垂直于轴的初速度从轴上的P点进入匀强电场,恰好与y轴成45°射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限,已知OP之间的距离为,则带电粒子( )
A. 带正电荷
B. 在电场中运动的时间为
C. 在磁场中做圆周运动的半径为2
D. 在磁场中运动半周
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】根据题意做出粒子的运动轨迹,如图
粒子进入电场后做类平抛运动,从P点进入匀强电场,恰好与y轴成45°角射出电场
沿x轴方向有
则有
可知
A.因为正电荷偏转的方向沿电场线的方向,所以粒子带正电荷。故A正确;
B.粒子在垂直电场方向做匀速运动,有
故B正确;
C.根据几何关系,有
故C正确;
D.由图可知,粒子在磁场中运动的时间不是半个周期。故D错误。
故选ABC。
第Ⅱ卷(非选择题,共57分)
注意事项:
第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答,在试题卷上作答无效。
三、填空、实验题(本大题共2小题,共18分)
11. (1)某同学用弹簧测力计粗测重力加速度。将一个质量为165g的物体挂在校准后的竖直弹簧测力计下端,静止时指针如图1所示,则重力加速度为________m/s2(结果保留2位有效数字)。
(2)某同学用如图2所示的装置测量重力加速度。打点计时器的打点周期为T。让重物从静止开始下落,打出一条清晰的纸带,其中的一部分如图3所示。A、B、C、D、E为纸带上5个连续打下的点。根据纸带可得重力加速度g=________(用、、、T表示)。
(3)某实验小组利用图4装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点,下端悬挂一小钢球,通过光电门传感器采集摆动周期。
①组装好装置后,用毫米刻度尺测量摆线长度L,用螺旋测微器测量小钢球直径d。螺旋测微器示数如图5所示,小钢球直径d=________mm,记摆长。
②多次改变摆线长度,在小摆角下测得不同摆长l对应的小钢球摆动周期T,并作出图像,如图6所示。已知图线斜率为k,可得重力加速度g=________(用k、表示)。
【答案】 ①. 9.7 ②. ③. 20.035 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]由图知物体的重力为,由
有
(2)[2]因为
得
(3)①[3]小钢球直径。
②[4]单摆周期公式
得
可见
得
12. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)在做“用油膜法估测分子大小”的实验中,通过测算得到一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为V,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,形成面积为S的单分子油膜。用以上字母表示油酸分子直径的大小______。(用已知量的符号表示)
(2)某实验小组用如图甲所示的实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。
①关于实验过程,下列说法错误的是______。(填符合要求的选项)
A.改变体积时,要缓慢推拉注射器活塞
B.为防止漏气,针管与活塞之间要涂润滑油
C.可以用手握紧针筒以方便推拉活塞
②为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,他们进行了两次实验,得到的图像如图乙所示,由图可知两次实验气体的温度大小关系为______(填“<”“=”或“>”)。
③为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,应作出______(填“”或“”)图像。另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示,若实验操作规范正确,则图线不过原点的原因可能是______。(填符合要求的选项)
A.连接注射器和压力表的细管中有气体体积未计入
B.实验过程中出现漏气现象
C.实验过程中气体温度降低
【答案】(1)
(2) ①. C ②. ③. ④. A
【解析】
【小问1详解】
由于纯油酸体积不变,则油酸分子直径的大小
【小问2详解】
[1] A.为了确保气体温度不变,实验中,改变体积时,要缓慢推拉注射器活塞,故A正确;
B.为了确保气体质量一定,实验中,为防止漏气,针管与活塞之间要涂润滑油,故B正确;
C.为了确保气体温度不变,实验中,不能够用手握紧针筒推拉活塞,故C错误。
本题选错误的,故选C。
[2]根据理想气体状态方程有
则有
当温度一定时,图像为一条双曲线,温度越高,对应双曲线越远离坐标原点,根据图乙可知
[3]根据玻意耳定律有
变形得
可知,为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,应作出图像。
[4]图线不过原点,图线与横坐标截距为正值,表明当V等于0时,气体压强不等于0,可知,图线不过原点的原因是连接注射器和压力表的细管中有气体体积未计入。
故选A。
四、计算题(本大题共3小题,共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示,一架质量m=5.0×103kg的喷气式飞机,从静止开始在机场的跑道上滑行,经过距离x=5.0×102m,达到起飞速度v=60m/s。在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍,g取10m/s2,求:
(1)飞机滑行时的加速度为多大;
(2)飞机滑行时受到的牵引力多大。
【答案】(1);(2)1.9×104N
【解析】
【详解】(1)飞机在加速过程中,由运动学公式得
所以
(2)由牛顿第二定律得
所以
14. 如图所示,内壁光滑的薄壁圆柱形导热汽缸开口朝下,汽缸高度为h,横截面积为S。汽缸开口处有一厚度可忽略不计的活塞。缸内封闭了压强为的理想气体。已知此时外部环境的热力学温度为T0,大气压强为,活塞的质量为,g为重力加速度。
(1)若把汽缸放置到热力学温度比外部环境低的冷库中,稳定时活塞位置不变,求稳定时封闭气体的压强;
(2)若把汽缸缓缓倒置,使开口朝上,环境温度不变,求稳定时活塞到汽缸底部的距离。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)由题意知封闭气体做等容变化,根据查理定律有
求得
(2)稳定时,对活塞分析
根据玻意耳定律有
求得
15. 如图,高度的水平桌面上放置两个相同物块A、B,质量。A、B间夹一压缩量的轻弹簧,弹簧与A、B不栓接。同时由静止释放A、B,弹簧恢复原长时A恰好从桌面左端沿水平方向飞出,水平射程;B脱离弹簧后沿桌面滑行一段距离后停止。A、B均视为质点,取重力加速度。求:
(1)脱离弹簧时A、B的速度大小和;
(2)物块与桌面间的动摩擦因数μ;
(3)整个过程中,弹簧释放的弹性势能。
【答案】(1)1m/s,1m/s;(2)0.2;(3)0.12J
【解析】
【详解】(1)对A物块由平抛运动知识得
代入数据解得,脱离弹簧时A的速度大小为
AB物块质量相等,同时受到大小相等方向相反的弹簧弹力及大小相等方向相反的摩擦力,则AB物块整体动量守恒,则
解得脱离弹簧时B的速度大小为
(2)对物块B由动能定理
代入数据解得,物块与桌面的动摩擦因数为
(3)弹簧的弹性势能转化为AB物块的动能及这个过程中克服摩擦力所做的功,即
其中
,
解得整个过程中,弹簧释放的弹性势能
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