精品解析:四川省成都石室阳安学校2024-2025学年高三上学期10月月考物理试卷
2024-10-10
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 成都市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.91 MB |
| 发布时间 | 2024-10-10 |
| 更新时间 | 2024-12-11 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-10-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/47845386.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2024-2025学年度上期成都石室阳安学校2022级10月测试
物理
一、单项选择题
1. 2023年8月24日,日本福岛第一核电站核污染水开始排海,核污染水中含有铯、碘、氚、碲等60多种放射性元素,它们将对海洋生物产生危害,最终会给人类带来威胁。核污染水中碘131的含量很高,碘131有多种方式产生,其中一种是由碲131发生衰变产生,已知碲131的衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. X是α粒子
B. 的比结合能比的要大
C. 上述衰变方程中的X粒子为原子核核外电子电离后的产物
D. 碲在空气中燃烧生成二氧化碲,会导致碲元素的半衰期发生变化
2. 宝石切工是衡量宝石价值的重要指标之一,优秀的切割工艺可以让宝石璀璨夺目。若将某宝石的剖面简化如图所示(关于虚线左右对称),一束激光垂直面入射,恰好分别在面、面发生全反射后垂直面射出,由此可知该宝石对该激光的折射率为( )
A. B. C. 1.5 D. 2
3. 古代战争攻城用的云梯车如图所示,攻城作战时将云梯车推至城墙附近后,将水平地面上的车轮固定使其不能转动,上段直梯展开伸向城墙(与城墙的作用忽略不计),士兵们匀速爬到梯子的顶端到达城墙上方,下列说法正确的是( )
A. 云梯对某个士兵的作用力沿梯子向上
B. 地面对云梯车的摩擦力水平向左
C. 云梯上的士兵数量不变,匀速向上爬升时,地面受到的压力变大
D. 云梯上士兵数量不变,匀速向上爬升时,地面受到的压力不变
4. 如图所示,在绳下端挂一物体用力拉悬线使悬线偏离竖直方向的夹角为且保持平衡。若保持角不变,当拉力与水平方向的夹角为多大时,有极小值( )
A. B. C. D.
5. 如图,为港珠澳大桥上四段110m等跨钢箱连续梁桥,若汽车(可视为质点)从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则( )
A. ae段的平均速度大于b点的瞬时速度
B. ac段的平均速度等于b点的瞬时速度
C. 通过ce段的时间为
D. 通过cd段的时间为
6. 一质点以一定的初速度从A点开始向相距8m的B点做直线运动,运动过程中其速度的二次方与位移x之间的关系图线如图所示,下列说法正确的是
A. 质点做加速度增大的变加速运动
B. 质点做匀加速运动,其加速度大小为2m/s2
C. 质点运动的初速度大小为2m/s
D. 质点从A点运动到B点所用的时间为8s
7. 一群处于第4能级的氢原子,向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光,将这些光分别照射到图甲电路阴极的金属上,只能测得2条电流随电压变化的图像如图乙所示,已知氢原子的能级图如图丙所示,则下列推断正确的是( )
A. 图乙中的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的
B. 图乙中的光光子能量为12.75eV
C. 动能为1eV的电子能使处于第3能级的氢原子电离
D. 阴极金属逸出功可能为
二、多选题
8. 某同学通过查阅手机说明,知道手机摄像头附近有一个小孔,小孔位置内部处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波,与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程,实线对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则( )
A. 降噪过程利用了波的多普勒效应
B. 降噪过程利用了波的干涉现象
C. 戴眼镜观看立体电影用到同样的原理
D. 光学元件表面镀膜增加光的透射用到同样的原理
9. A、B两赛车在同一条平直赛道上展开追逐赛,时,两车速度均为0,A车的图像如图甲所示,B车的图像如图乙所示,时,两车刚好并排行驶,则( )
A. 时,A车在B车的前方
B. 时,两车相距17.5m
C. 时,A车在B车前方
D. 由于A车加速度大,3s以后A车一直在B前方
10. 如图所示,一个光滑大圆环竖直固定,其水平直径MN左端固定有一光滑小圆环,一轻绳跨过小圆环后左端与物块A相连,右端系于大圆环上的P点。将物块A静止置于粗糙水平面上的粗糙斜面体上,轻绳MA段与斜面平行,将悬挂有重物B的光滑轻质动滑轮C置于轻绳MP段上,稳定后,整个系统处于静止状态。现将轻绳右端从P点沿大圆环缓慢移至下方关于直径MN对称的P′点,斜面体与物块A始终保持静止状态,则在此过程中( )
A. 轻绳MC段与PC段间的夹角α一定先增大后减小
B. 轻绳中的弹力一定先减小后增大
C. 物块A与斜面体之间的摩擦力一定先减小后增大
D. 斜面体与水平面之间的摩擦力一定先增大后减小
三、实验题
11. 某同学发现手机软件有测角度的功能,于是结合软件的这个功能,用两根完全相同的轻弹簧和一瓶矿泉水等器材设计了一次验证“力的平行四边形定则”的实验。实验时,先将一弹簧一端固定在墙上的钉子上,另一端挂一瓶矿泉水,如图甲所示;然后将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子、上,另一端连接于点,在点下方挂一瓶同样的矿泉水,静止时用智能手机的测角功能分别测出、与竖直方向的偏角、,如图乙所示。改变钉子的位置,按照上述方法多测几次。
(1)在实验操作过程中,必须进行的操作是______(选填选项前的字母)。
A.图乙中弹簧长度相同 B.测量弹簧的原长
C.测量图甲、乙中弹簧的长度 D.实验中结点的位置始终保持不变
(2)该同学根据实验测量的结果,分别作出了图丙和图丁,其中正确的是图______(选填“丙”或“丁”)。
(3)该同学测得甲图中弹簧长度,乙图中和,他______(选填“能”或“不能”)根据上述结论求出一瓶矿泉水(含瓶)的质量。
12. 小黄同学在暗室中用图示装置做“测定重力加速度”的实验,用到的实验器材有:分液漏斗、阀门、支架、接水盒、一根有荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下:
①在分液漏斗内盛满清水,旋松阀门,让水滴以一定的频率一滴滴的落下;
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率,当频率为25Hz时,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴;
③用竖直放置米尺测得各个水滴所对应的刻度;
④处理数据,得出结论;
(1)水滴滴落的时间间隔为_________s。
(2)小黄同学测得连续相邻的五个水滴之间的距离如图乙所示,根据数据计算当地重力加速度g=_________m/s2;D点处水滴此时的速度__________m/s。(结果均保留三位有效数字)
(3)小黄同学怀疑自己的测量结果不是很符合当地的重力加速度值,于是他打开手机上的测量,利用其中的加速度传感器测出当地的重力加速度值为,你认为造成上述实验与手机加速度传感器测量有差别的原因是__________(写出一种即可)。
四、计算题
13. 机场、火车站和地铁站等场所的安全检查仪,如下图甲所示。其传送装置可简化为如图乙的模型:绷紧的传送带始终保持v0 = 1 m/s的恒定速率运行。旅客把行李箱轻放在A处(可认为初速度为0),行李箱与传送带之间的动摩擦因数μ = 0.1,AB间的距离为LAB = 2.5 m,重力加速度取g = 10 m/s2,则
(1)行李箱刚放在传送带时,会否与传送带发生相对滑动?请说明理由。
(2)求行李箱从A处到达B处需要多长时间?
14. 如图所示,导热的气缸内用一活塞封有一定质量的理想气体,活塞质量m=10kg,横截面积S=10cm2,活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时缸内气体的温度为27°C,活塞正位于气缸顶部,整个装置处于静止状态。现将一重物轻放在活塞上面,气体的长度变为原来的一半。再给缸内气体加热,使活塞重新回到气缸顶部并静止。已知大气压强恒为p0=1.0×105Pa,重力加速度为g=10m/s2。求:
(1)放重物前封闭气体的压强;
(2)重物的质量;
(3)活塞重新回到气缸顶部时气体的温度。
15. 如图所示,质量M=4kg物块甲置于倾角为37°斜面,物块甲与斜面间动摩擦因数μ=0.5,物块与斜面间最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。质量为m=3kg的物块乙通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,水平轻绳OA与物块甲连接于A点,轻绳OB与水平方向夹角也为37°。对物块甲施加沿斜面向上的力F(图中未画出)使甲、乙两物体均静止。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)轻绳OA的弹力TOA大小和轻绳OB的弹力TOB大小;
(2)斜面对甲的弹力N大小;
(3)力F大小的取值范围。
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2024-2025学年度上期成都石室阳安学校2022级10月测试
物理
一、单项选择题
1. 2023年8月24日,日本福岛第一核电站核污染水开始排海,核污染水中含有铯、碘、氚、碲等60多种放射性元素,它们将对海洋生物产生危害,最终会给人类带来威胁。核污染水中碘131的含量很高,碘131有多种方式产生,其中一种是由碲131发生衰变产生,已知碲131的衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. X是α粒子
B. 的比结合能比的要大
C. 上述衰变方程中的X粒子为原子核核外电子电离后的产物
D. 碲在空气中燃烧生成二氧化碲,会导致碲元素的半衰期发生变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据质量数和电荷数守恒,可知X的质量数为0,电荷数为-1,是β粒子。故A错误;
B.衰变过程要释放核能,生成的新核更稳定,而比结合能越大,原子核越稳定,则的比结合能比的要大。故B正确;
C.β衰变的实质是原子核内部的一个中子转化为一个质子和一个电子,产生的电子发射到核外。故C错误;
D.放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。故D错误。
故选B。
2. 宝石切工是衡量宝石价值的重要指标之一,优秀的切割工艺可以让宝石璀璨夺目。若将某宝石的剖面简化如图所示(关于虚线左右对称),一束激光垂直面入射,恰好分别在面、面发生全反射后垂直面射出,由此可知该宝石对该激光的折射率为( )
A. B. C. 1.5 D. 2
【答案】A
【解析】
【详解】要求激光分别在PO面、QO面发生全反射后垂直MN面射出,因此光路必须具有对称性,由此可知光线在PO面发生全反射后水平射向QO面,然后在QO面发生全反射,最终垂直MN面射出,由几何关系可得光线在PO面的入射角为,则有
故选A
3. 古代战争攻城用的云梯车如图所示,攻城作战时将云梯车推至城墙附近后,将水平地面上的车轮固定使其不能转动,上段直梯展开伸向城墙(与城墙的作用忽略不计),士兵们匀速爬到梯子的顶端到达城墙上方,下列说法正确的是( )
A. 云梯对某个士兵的作用力沿梯子向上
B. 地面对云梯车的摩擦力水平向左
C. 云梯上的士兵数量不变,匀速向上爬升时,地面受到的压力变大
D. 云梯上的士兵数量不变,匀速向上爬升时,地面受到的压力不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.士兵匀速向上爬梯,则受力平衡,云梯对某个士兵的作用力与重力等大反向,则云梯对士兵的作用力竖直向上,选项A错误;
B.士兵在云梯中向上匀速运动时,云梯车水平方向不受力,即云梯相对地面没有运动的趋势,则地面对云梯车无摩擦力,选项B错误;
CD.云梯上的士兵数量不变,匀速向上爬升时,地面受到的压力大小等于云梯和士兵的重力之和,则地面受到的压力大小不变,选项C错误,D正确。
故选D。
4. 如图所示,在绳下端挂一物体用力拉悬线使悬线偏离竖直方向的夹角为且保持平衡。若保持角不变,当拉力与水平方向的夹角为多大时,有极小值( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】对结点受力分析如图所示,则由图解法可知:若拉力F最小,则F方向与细绳垂直,即α=β。
故选C。
5. 如图,为港珠澳大桥上四段110m等跨钢箱连续梁桥,若汽车(可视为质点)从a点由静止开始做匀加速直线运动,通过ab段的时间为t,则( )
A. ae段的平均速度大于b点的瞬时速度
B. ac段的平均速度等于b点的瞬时速度
C. 通过ce段的时间为
D. 通过cd段时间为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由
可知b点是ae段的中间时刻,所以ae段平均速度等于b点时的速度,故A错误;
B.b点不是ac段的中间时刻,所以ac段平均速度不等于b点时的速度,故B错误;
C.由连续相等位移内的时间之比可知,汽车经过ab,bc,cd,de所用时间之比为
则有
故通过ce段的时间为
故C正确;
D.由上述分析可知
解得
故D错误。
故选C。
6. 一质点以一定的初速度从A点开始向相距8m的B点做直线运动,运动过程中其速度的二次方与位移x之间的关系图线如图所示,下列说法正确的是
A. 质点做加速度增大的变加速运动
B. 质点做匀加速运动,其加速度大小为2m/s2
C. 质点运动的初速度大小为2m/s
D. 质点从A点运动到B点所用的时间为8s
【答案】BC
【解析】
【详解】根据v2=v02+2ax可知,2a=,则a=2m/s2;v20=,v0=2m/s,则质点做匀加速直线运动,选项BC正确,A错误;v=6m/s,质点从A点运动到B点所用的时间为,选项D错误;故选BC.
7. 一群处于第4能级的氢原子,向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光,将这些光分别照射到图甲电路阴极的金属上,只能测得2条电流随电压变化的图像如图乙所示,已知氢原子的能级图如图丙所示,则下列推断正确的是( )
A. 图乙中的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的
B. 图乙中的光光子能量为12.75eV
C. 动能为1eV的电子能使处于第3能级的氢原子电离
D. 阴极金属的逸出功可能为
【答案】B
【解析】
【详解】A.图乙中的a光遏止电压比b光小,根据
可知,b光频率最大,对应氢原子跃迁的能级差最大,则b光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的,选项A错误;
B.图乙中的b光光子能量为
选项B正确;
C.使处于第3能级的氢原子电离需要的最小能量为1.51eV,则动能为1eV的电子不能使处于第3能级的氢原子电离,选项C错误;
D.因a光子对应着从第3能级到基态的跃迁,该光能使光电管发生光电效应;比a光能量稍小的跃迁对应于从第2能级到基态的跃迁,该跃迁放出能量为10.2eV,但是该光不能使光电管发生光电效应,可知阴极金属的逸出功大于10.2eV,不可能为W0=6.75 eV,选项D错误。
故选B。
二、多选题
8. 某同学通过查阅手机说明,知道手机摄像头附近有一个小孔,小孔位置内部处安装了降噪麦克风。进一步翻阅技术资料得知:降噪麦克风通过降噪系统产生与外界噪音相位相反的声波,与噪音叠加从而实现降噪的效果。如图是理想情况下的降噪过程,实线对应环境噪声,虚线对应降噪系统产生的等幅反相声波。则( )
A. 降噪过程利用了波的多普勒效应
B. 降噪过程利用了波的干涉现象
C. 戴眼镜观看立体电影用到同样的原理
D. 光学元件表面镀膜增加光的透射用到同样的原理
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由图可知,降噪声波和环境噪声波长相等,频率相同,且等幅反相,两边叠加时发生干涉,振动减弱,起到降噪的作用,故A错误,B正确;
C.观看立体电影时配戴的特制眼镜利用了光的偏振现象,故C错误;
D.光学元件表面镀膜增加光的透射,是利用了光的干涉现象,故D正确。
故选BD。
9. A、B两赛车在同一条平直赛道上展开追逐赛,时,两车速度均为0,A车的图像如图甲所示,B车的图像如图乙所示,时,两车刚好并排行驶,则( )
A. 时,A车在B车的前方
B. 时,两车相距17.5m
C. 时,A车在B车的前方
D. 由于A车加速度大,3s以后A车一直在B前方
【答案】AB
【解析】
【详解】由甲图可知,A车在0~2s的速度为0,在2s后加速度为10m/s2,B车加速度为
AB.s时,两车刚好并排行驶,则
m=22.5m
m=5m
故时,A车在B车的前方,且两车相距
m
故AB正确;
CD.s时,两车位移
m=20m
=40m
则两车相距
40m-20m-17.5m=2.5m
故B车在前面,故CD错误。
故选AB。
10. 如图所示,一个光滑大圆环竖直固定,其水平直径MN左端固定有一光滑小圆环,一轻绳跨过小圆环后左端与物块A相连,右端系于大圆环上的P点。将物块A静止置于粗糙水平面上的粗糙斜面体上,轻绳MA段与斜面平行,将悬挂有重物B的光滑轻质动滑轮C置于轻绳MP段上,稳定后,整个系统处于静止状态。现将轻绳右端从P点沿大圆环缓慢移至下方关于直径MN对称的P′点,斜面体与物块A始终保持静止状态,则在此过程中( )
A. 轻绳MC段与PC段间的夹角α一定先增大后减小
B. 轻绳中的弹力一定先减小后增大
C. 物块A与斜面体之间的摩擦力一定先减小后增大
D. 斜面体与水平面之间的摩擦力一定先增大后减小
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设绳子MC长为,绳子PC长为,MP的水平距离为x,由几何关系得
又
即
绳子的总长度L不变,x先增大后减小,所以夹角先增大后减小,故A正确;
B.对C点受力分析,可得绳子的拉力为
所以轻绳中的弹力先增大后减小,故B错误;
C.分析物块A的受力情况,由于斜面倾角及动摩擦因数未知,A、B的质量大小也未知,无法明确A所受摩擦力,故在轻绳中的弹力先增大后减小的过程中,的大小变化情况存在多种可能,故C错误;
D.将物块A和斜面看作整体,受力分析可得,斜面体与水平面之间的摩擦力为
其中为斜面的倾角,轻绳的弹力先增大后减小,所以摩擦力也是先增大后减小,故D正确。
故选AD。
三、实验题
11. 某同学发现手机软件有测角度的功能,于是结合软件的这个功能,用两根完全相同的轻弹簧和一瓶矿泉水等器材设计了一次验证“力的平行四边形定则”的实验。实验时,先将一弹簧一端固定在墙上的钉子上,另一端挂一瓶矿泉水,如图甲所示;然后将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子、上,另一端连接于点,在点下方挂一瓶同样的矿泉水,静止时用智能手机的测角功能分别测出、与竖直方向的偏角、,如图乙所示。改变钉子的位置,按照上述方法多测几次。
(1)在实验操作过程中,必须进行操作是______(选填选项前的字母)。
A.图乙中弹簧长度相同 B.测量弹簧的原长
C.测量图甲、乙中弹簧的长度 D.实验中结点的位置始终保持不变
(2)该同学根据实验测量的结果,分别作出了图丙和图丁,其中正确的是图______(选填“丙”或“丁”)。
(3)该同学测得甲图中弹簧长度,乙图中和,他______(选填“能”或“不能”)根据上述结论求出一瓶矿泉水(含瓶)的质量。
【答案】 ①. BC##CB ②. 丙 ③. 不能
【解析】
【详解】(1)[1]A.由实验原理可知、长度不必相同,A项错误;
BC.实验中,甲图用来测量合力,乙图用来测量两个分力,根据胡克定律,力的大小与弹簧的伸长量成正比,力的大小可用弹簧伸长量来表示,因此必须测量弹簧的伸长量,因此要测量弹簧的原长和甲、乙中弹簧的长度,故BC项正确;
D.由实验原理可知在本实验中重物重力是定值,所以不必保证点固定不变,D项错误。
故选BC。
(2)[2]根据实验原理及操作可知,x1表示重力方向,应竖直向下,故丙正确;
(3)[3]设弹簧劲度系数为,矿泉水瓶质量为,根据图甲可知
再根据乙图,对点受力分析,设中弹力,中弹力,受力分析如下图所示,建立直角坐标系列方程求解,可发现无法求出。
12. 小黄同学在暗室中用图示装置做“测定重力加速度”的实验,用到的实验器材有:分液漏斗、阀门、支架、接水盒、一根有荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下:
①在分液漏斗内盛满清水,旋松阀门,让水滴以一定的频率一滴滴的落下;
②用频闪仪发出的闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率,当频率为25Hz时,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴;
③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度;
④处理数据,得出结论;
(1)水滴滴落的时间间隔为_________s。
(2)小黄同学测得连续相邻的五个水滴之间的距离如图乙所示,根据数据计算当地重力加速度g=_________m/s2;D点处水滴此时的速度__________m/s。(结果均保留三位有效数字)
(3)小黄同学怀疑自己测量结果不是很符合当地的重力加速度值,于是他打开手机上的测量,利用其中的加速度传感器测出当地的重力加速度值为,你认为造成上述实验与手机加速度传感器测量有差别的原因是__________(写出一种即可)。
【答案】(1)0.04
(2) ①. 9.69 ②. 2.48
(3)存在空气阻力
【解析】
【小问1详解】
由于频率由大到小逐渐调节,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴,说明闪光的时间间隔等于水滴的时间间隔,闪光的频率为25Hz,因此时间间隔
故填0.04;
【小问2详解】
[1]根据逐差法
故填9.69;
[2]根据匀变速直线运动的规律
故填2.48;
【小问3详解】
水滴下落时要受空气阻力作用,这可能是导致实验测得数据与手机加速度传感器测量有差别的原因之一,故填存在空气阻力。
四、计算题
13. 机场、火车站和地铁站等场所的安全检查仪,如下图甲所示。其传送装置可简化为如图乙的模型:绷紧的传送带始终保持v0 = 1 m/s的恒定速率运行。旅客把行李箱轻放在A处(可认为初速度为0),行李箱与传送带之间的动摩擦因数μ = 0.1,AB间的距离为LAB = 2.5 m,重力加速度取g = 10 m/s2,则
(1)行李箱刚放在传送带时,会否与传送带发生相对滑动?请说明理由。
(2)求行李箱从A处到达B处需要多长时间?
【答案】(1)行李箱会与传送带发生相对滑动,因为行李箱刚放在传送带时,行李箱的速度小于传送带的速度,所以行李箱相对传送带在后退。
(2)3 s
【解析】
【小问1详解】
行李箱会与传送带发生相对滑动,因为行李箱刚放在传送带时,行李箱的速度小于传送带的速度,所以行李箱相对传送带在后退。
【小问2详解】
行李刚放上传送带的受力如图所示,设加速过程中的加速度为a,由牛顿第二定律得
设行李加速至与传送带共速时所用的时间t1,位移为x1,由运动学公式得
解得
,
由于x1 < LAB,可知行李箱加速至与传送带共速之后,行李箱与传送带一起匀速运动到B处,所用时间为t1,则
行李箱从A处到达B处需要的时间为
解得
14. 如图所示,导热的气缸内用一活塞封有一定质量的理想气体,活塞质量m=10kg,横截面积S=10cm2,活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时缸内气体的温度为27°C,活塞正位于气缸顶部,整个装置处于静止状态。现将一重物轻放在活塞上面,气体的长度变为原来的一半。再给缸内气体加热,使活塞重新回到气缸顶部并静止。已知大气压强恒为p0=1.0×105Pa,重力加速度为g=10m/s2。求:
(1)放重物前封闭气体的压强;
(2)重物的质量;
(3)活塞重新回到气缸顶部时气体的温度。
【答案】(1)2.0×105Pa
(2)20kg (3)600K
【解析】
【小问1详解】
放重物前封闭气体的压强
【小问2详解】
放置重物后,设气体的压强为,根据平衡条件可得
设放置重物前,气体的长度为,放置重物后,气体的长度变为原来的一半,为,气体做等温变化,则
联立解得
【小问3详解】
加热前,气体的温度为
活塞重新回到气缸顶部过程中,气体做等压变化,则
解得活塞重新回到气缸顶部时气体的温度
15. 如图所示,质量M=4kg物块甲置于倾角为37°的斜面,物块甲与斜面间动摩擦因数μ=0.5,物块与斜面间最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。质量为m=3kg的物块乙通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,水平轻绳OA与物块甲连接于A点,轻绳OB与水平方向夹角也为37°。对物块甲施加沿斜面向上的力F(图中未画出)使甲、乙两物体均静止。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)轻绳OA的弹力TOA大小和轻绳OB的弹力TOB大小;
(2)斜面对甲的弹力N大小;
(3)力F大小的取值范围。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对结点,由平衡条件得
,
解得
,
【小问2详解】
对物块甲进行受力分析,在垂直斜面方向,由受力平衡可得
【小问3详解】
甲受到的最大静摩擦力为
当拉力F较小,且沿斜面向上的摩擦力达到最大静摩擦力时,由平衡条件可得
解得
当拉力F较大,且沿斜面向下的摩擦力达到最大静摩擦力时,由平衡条件可得
解得
故力F大小的取值范围为
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