内容正文:
高2023级入学摸底测试
物理
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将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,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
4.考试结束后,只将答题卡交回。
一、单项选择题(本题共7题,每小题4分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 关于原子物理知识的叙述,下列说法正确的是( )
A. β衰变的实质是核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子
B. 比结合能越大,原子核越不稳定
C. 要使轻核发生聚变,必须使它们的距离达到以内,核力才能起作用
D. 对于一个特定的氡原子,只要知道了半衰期,就可以准确地预言它将在何时衰变
2. 汽车的设计、竞技体育的指导、宇航员的训练等多种工作都会用到急动度的概念。急动度是加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,即,它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动,其加速度随时间的变化关系如图所示,则该物体在( )
A. 时速度方向发生改变
B. 内做反向加速运动
C. 时和时加速度等大反向
D. 时和时急动度等大反向
3. 如图所示,斜面上放有两个完全相同的物体、,两物体间用一根细线连接,在细线的中点加一与斜面垂直的拉力,使两物体均处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A. 、均受四个力
B. 、两物体受到的摩擦力大小一定相等
C. 两物体对斜面的压力相同
D. 当逐渐增大拉力时,物体先开始滑动
4. 我国发射的第一颗探月卫星“嫦娥一号”,进入距月面高度为h的圆形轨道正常运行。已知月球半径为R,月球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,则( )
A. “嫦娥一号”绕月球运行的周期为2π
B. “嫦娥一号”绕月球运行的速度为
C. “嫦娥一号”绕月球运行的角速度为
D. “嫦娥一号”轨道处的重力加速度为()g
5. 如图所示,质量为的物体静止在光滑水平面上,物体上有光滑半圆弧轨道,轨道最低点为,两端、等高.质量为的小滑块从端由静止下滑,则在小滑块从端滑到端的过程中( )
A. 物体与小滑块组成的系统机械能守恒,动量守恒
B. 物体一直向左运动,小滑块到达点的瞬间,物体的速度为零
C. 物体先向左运动,后向右运动
D. 小滑块和物体的对地位移之比为
6. 如图所示,质量为、半径为的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内,小球A和B(均可视为质点)的直径略小于细圆管的内径(内径远小于细圆管半径)。它们的质量分别为、。某时刻,小球A、B分别位于圆管最低点和最高点,且A的速度大小为,此时杆对圆管的弹力为零。则B球的速度大小为(取)( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,粗糙的正方形斜面ABCD与水平面间的夹角,一质量为m的物体受到与对角线BD平行的恒力F作用,恰好能沿斜面的对角线AC做匀速直线运动,重力加速度为g,则( )
A. 物体与斜面间的动摩擦因数为 B. 物体与斜面间的动摩擦因数为
C. 恒力F的大小为 D. 恒力F的大小为
二、多项项选择题(本题共3题,每题有两个或两个以上的选项符合题意,选对得6分,选对不全得3分,选错或不选得0分)
8. 如图所示,甲、乙、丙、丁是关于光电效应的四个图象,以下说法正确的是( )
A. 图甲是遏止电压Uc与入射光频率的关系图象,由图象可求得普朗克常量
B. 图乙是光电子最大初动能与入射光频率关系图象,由图象可知实线对应金属的逸出功比虚线的小
C. 图丙是光电流与电压的关系图象,由图象可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大
D. 图丁是光电流与电压的关系图象,由图象可知电压越高则光电流越大
9. 如图甲所示,轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学探究小球在接触弹簧后向下的运动过程,他以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下方向建立坐标轴Ox,作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度为g。以下判断正确的是( )
A. 当时,重力势能与弹性势能之和最小
B. 从x=h到x=h+2x0 过程小球的动能和弹簧的弹性势能之和一直减小
C. 小球受到的弹力最大值等于2mg
D. 小球动能的最大值为
10. 如图所示,质量为的物块A静置于水平台面上,质量为的半球体C静置于水平地面上,质量为的光滑小球B(可视为质点)放在半球体C上,点为三根轻绳、、的结点。系统在图示位置处于静止状态,点位于半球体球心的正上方,竖直,水平,刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角。已知物块A与台面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为,则( )
A. 绳的拉力大小为 B. C受到的摩擦力大小为
C. A受到的摩擦力大小为 D. 地面对C的支持力大小为
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时,采用如图甲所示的方法。
(1)关于该实验下列哪些说法是正确的___________;
A. 如图甲(b)、(c)两次拉橡皮条需要将结点拉到同一位置,目的是使两次拉力的作用效果相同
B. 用两弹簧测力计同时拉细绳时两绳夹角应尽可能大
C. 拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
D. 如果只有一个弹簧测力计(其他器材齐全),则不能完成本实验
(2)若图甲(b)中两弹簧测力计的读数分别为F1=3.00N、F2=4.00N,且F1和F2的夹角为锐角,则___________(填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧测力计测出F1、F2的合力。
(3)实验中,F1、F2表示两个互成角度的力,F表示根据平行四边形定则作出的F1和F2的合力;F'表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力,则乙图中符合实验事实的是___________。
12. 某同学为探究加速度与合外力的关系,设计了如图甲所示的实验装置。一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上,用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连。实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量,记录弹簧测力计的示数F,并利用纸带计算出小车对应的加速度a。
(1)实验前应把木板左端适当垫高,以平衡摩擦力__________。
A.平衡摩擦力时,不需要拖着纸带
B.平衡摩擦力时,需要细绳拉着小车
C.轻推小车,小车能做匀速直线运动,证明已经平衡掉摩擦力
(2)实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量,其原因是___________。
A.小车所受的拉力与钩码的重力无关
B.小车所受的拉力等于钩码重力的一半
C.小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出
(3)图乙是实验中得到的某条纸带的一部分。已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,由纸带数据求出小车的加速度a=_________m/s2(结果保留两位有效数字)
(4)改变钩码个数,多次重复实验,算出小车多组加速度,描绘小车加速度a与合力F的关系图象,下列图象中正确的是_________。
A. B.
C. D.
四、解答题(共38分)
13. 某学校科技兴趣小组,利用废旧物品制作了一个简易气温计:在一个空葡萄酒中插入一根两端开口的玻璃管,玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱,接口处用蜡密封,将酒瓶水平放置,如图所示.已知:该装置密封气体的体积为480cm3,玻璃管内部横截面积为0.4cm2,瓶口外的有效长度为48cm.当气温为7℃时,水银柱刚好处在瓶口位置.
①求该气温计能测量的最高气温.
②假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中,密封气体从外界吸收3J热量,问:在这一过程中该气体的内能如何变化?变化了多少?(已知大气压为1×105Pa)
14. 一辆汽车发动机的额定功率,其总质量为,在水平路面上行驶时,汽车所受阻力恒定。汽车以加速度从静止开始做匀加速运动能够持续的最长时间为,然后,保持恒定的功率继续加速,经过时间达到最大速度。重力加速度。求:
(1)汽车行驶中所受阻力大小;
(2)从启动至到达最大速度的过程中,汽车运动的位移。
15. 如图所示,竖直平面内有一倾角的直轨道AB,其右侧放置一长的水平传送带,传送带以速度ν沿顺时针方向传动,直轨道末端B与传送带间距可近似为零。现将一小物块从距离传送带高处的A静止释放,假设小物块从直轨道B端运动到达传送带上C点时,速度大小不变,方向变为水平向右。小物块经过水平传送带在D点水平抛出,落在水平地面上,落点为E。已知D点距水平面高,E点与D点间的水平距离为x。小物块与直轨道和传送带间的动摩擦因数均为。
求:(,)
(1)小物块到达B端时速度的大小;
(2)若传送带的速度为,求小物块从A点运动到E点的时间;
(3)若传送带的速度取值范围为,小物块落点E与D点间的水平距离x与传送带速度ν之间满足的关系。(小物块可认为从D点水平飞出)
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高2023级入学摸底测试
物理
本试卷满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将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,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
4.考试结束后,只将答题卡交回。
一、单项选择题(本题共7题,每小题4分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 关于原子物理知识的叙述,下列说法正确的是( )
A. β衰变的实质是核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子
B. 比结合能越大,原子核越不稳定
C. 要使轻核发生聚变,必须使它们的距离达到以内,核力才能起作用
D. 对于一个特定的氡原子,只要知道了半衰期,就可以准确地预言它将在何时衰变
【答案】A
【解析】
【详解】A.β衰变中,中子转化为质子和电子,并释放反中微子,但题目描述简化了过程,核心实质正确,故A正确;
B.比结合能越大,原子核越稳定,而非越不稳定,故B错误;
C.核力作用范围约为,是原子尺度,无法触发核力,故C错误;
D.半衰期是统计规律,无法预测单个原子衰变时间,故D错误。
故选A。
2. 汽车的设计、竞技体育的指导、宇航员的训练等多种工作都会用到急动度的概念。急动度是加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值,即,它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动,其加速度随时间的变化关系如图所示,则该物体在( )
A. 时速度方向发生改变
B. 内做反向加速运动
C. 时和时加速度等大反向
D. 时和时急动度等大反向
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据图线与时间轴所围面积表示物体速度的改变量,由图像可知0~5s内图线所围面积为正值,物体的速度始终为正值,所以物体的速度方向不变,故AB错误。
C.由图像可知,t=1s时和t=5s时物体的加速度等大反向,故C正确;
D.根据,可知图线的斜率表示急动度,由图像知t=2s时和t=4s时图像的斜率相同,故急动度相同,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,斜面上放有两个完全相同的物体、,两物体间用一根细线连接,在细线的中点加一与斜面垂直的拉力,使两物体均处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A. 、均受四个力
B. 、两物体受到的摩擦力大小一定相等
C. 两物体对斜面的压力相同
D. 当逐渐增大拉力时,物体先开始滑动
【答案】C
【解析】
【详解】A.对ab进行受力分析,如图所示
b物体处于静止状态,当绳子沿斜面向上的分量与重力沿斜面向下的分量相等时,摩擦力为零,所以b可能只受3个力作用,而a物体必定受到摩擦力作用,肯定受4个力作用,故A错误;
B.根据A的分析可知,b的摩擦力可以为零,而a的摩擦力一定不为零,故B错误;
C.ab两个物体,垂直于斜面方向受力都平衡,则有
解得
则a、b两物体对斜面的压力相同,故C正确;
D.对a沿斜面方向有
对b沿斜面方向有
正压力相等,所以最大静摩擦力相等,则a先达到最大静摩擦力,先滑动,故D错误。
故选C。
4. 我国发射的第一颗探月卫星“嫦娥一号”,进入距月面高度为h的圆形轨道正常运行。已知月球半径为R,月球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,则( )
A. “嫦娥一号”绕月球运行的周期为2π
B. “嫦娥一号”绕月球运行的速度为
C. “嫦娥一号”绕月球运行的角速度为
D. “嫦娥一号”轨道处的重力加速度为()g
【答案】C
【解析】
【详解】设月球质量为M,卫星质量为m,在月球表面上,万有引力约等于其重力
卫星在高为h的轨道上运行时,万有引力提供向心力可得
联立解得嫦娥一号轨道处的重力加速度为
嫦娥一号绕行的速度为
嫦娥一号绕月球运行的角速度为
嫦娥一号绕月球运行的周期为
故选C。
5. 如图所示,质量为的物体静止在光滑水平面上,物体上有光滑半圆弧轨道,轨道最低点为,两端、等高.质量为的小滑块从端由静止下滑,则在小滑块从端滑到端的过程中( )
A. 物体与小滑块组成的系统机械能守恒,动量守恒
B. 物体一直向左运动,小滑块到达点的瞬间,物体的速度为零
C. 物体先向左运动,后向右运动
D. 小滑块和物体的对地位移之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A、小滑块m从A点静止下滑,物体M与滑块m组成的系统水平方向不受外力,系统水平方向动量守恒。竖直方向有加速度,合外力不为零,所以系统的合外力不为零,动量不守恒。由于只有重力做功,故M和m组成的系统机械能守恒,故A错误;
B、系统在水平方向受到的合力为零,在水平方向动量守恒,在小滑块从端滑到B端的过程中,滑块一直向右运动,物体一直向左运动,小滑块到达点的瞬间,速度为零,物体的速度为零,故B正确,C错误;
D、设滑块从A到B的过程中为t,M发生的水平位移大小为X,则m产生的位移大小为x,取水平向右方向为正方向,则根据水平方向平均动量守恒得:m-M=0,解得:x:X=M:m,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,质量为、半径为的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内,小球A和B(均可视为质点)的直径略小于细圆管的内径(内径远小于细圆管半径)。它们的质量分别为、。某时刻,小球A、B分别位于圆管最低点和最高点,且A的速度大小为,此时杆对圆管的弹力为零。则B球的速度大小为(取)( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对A分析,根据牛顿第二定律有
可得,圆管对小球A的弹力为
,方向向上
则小球A对圆管的弹力为
,方向向下
对圆管分析,则有
解得,则小球B对圆管的弹力为
,方向向上
则圆管对小球B的弹力为
,方向向下
对小球B分析,有
解得,小球B的速度为
故选B。
7. 如图所示,粗糙的正方形斜面ABCD与水平面间的夹角,一质量为m的物体受到与对角线BD平行的恒力F作用,恰好能沿斜面的对角线AC做匀速直线运动,重力加速度为g,则( )
A. 物体与斜面间的动摩擦因数为 B. 物体与斜面间的动摩擦因数为
C. 恒力F的大小为 D. 恒力F的大小为
【答案】B
【解析】
【详解】CD.物块受摩擦力方向与速度方向相反,即沿CA方向,重力的分力沿斜面向下,则由平衡可知
及
解得
故CD错误;
AB.根据
可得
故B正确,A错误。
故选B。
二、多项项选择题(本题共3题,每题有两个或两个以上的选项符合题意,选对得6分,选对不全得3分,选错或不选得0分)
8. 如图所示,甲、乙、丙、丁是关于光电效应的四个图象,以下说法正确的是( )
A. 图甲是遏止电压Uc与入射光频率的关系图象,由图象可求得普朗克常量
B. 图乙是光电子最大初动能与入射光频率关系图象,由图象可知实线对应金属的逸出功比虚线的小
C. 图丙是光电流与电压的关系图象,由图象可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大
D. 图丁是光电流与电压的关系图象,由图象可知电压越高则光电流越大
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】A.根据光电效应方程结合动能定理可知
解得
斜率
解得普朗克常量
故A正确;
B.根据爱因斯坦光电效应方程可知
纵轴截距的绝对值表示逸出功,则实线对应金属的逸出功比虚线大,故B错误;
C.饱和光电流由入射光的强度决定,同一束光,即光的颜色不变的情况下,入射光越强,光子数越多,饱和光电流越大,故C正确;
D.分析图丁可知,当达到饱和光电流以后,增加光电管两端的电压,光电流不变,故D错误。
故选AC。
9. 如图甲所示,轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学探究小球在接触弹簧后向下的运动过程,他以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下方向建立坐标轴Ox,作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度为g。以下判断正确的是( )
A. 当时,重力势能与弹性势能之和最小
B. 从x=h到x=h+2x0 过程小球的动能和弹簧的弹性势能之和一直减小
C. 小球受到的弹力最大值等于2mg
D. 小球动能的最大值为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.当时,弹力等于重力,加速度为零,小球速度最大,动能最大,由于系统机械能守恒,所以重力势能与弹性势能之和最小,A正确;
B.从x=h到x=h+2x0 过程小球重力势能、动能和弹簧的弹性势能之和守恒,因重力势能一直减小,可知小球的动能和弹簧的弹性势能之和一直增加,B错误;
C.假设小球从h=0处由静止释放,则到达最低点时弹簧的弹力为2mg;因小球从x=h处释放,则到达最低点时弹簧压缩的长度较大,则弹力大于2mg,C错误;
D.当时,弹力等于重力,加速度为零,小球速度最大,动能最大,由动能定理可得
D正确。
故选AD。
10. 如图所示,质量为的物块A静置于水平台面上,质量为的半球体C静置于水平地面上,质量为的光滑小球B(可视为质点)放在半球体C上,点为三根轻绳、、的结点。系统在图示位置处于静止状态,点位于半球体球心的正上方,竖直,水平,刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角。已知物块A与台面间的动摩擦因数为,重力加速度大小为,则( )
A. 绳的拉力大小为 B. C受到的摩擦力大小为
C. A受到的摩擦力大小为 D. 地面对C的支持力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.对小球B受力分析如图,PB受到的拉力大小
对P点受力分析可知,受到的拉力大小,A错误;
C.对物体A受力分析可知,物体A所受摩擦力大小等于PA绳子的拉力,C错误;
B.对整体受力分析可知,半球C受到的摩擦力大小等于A所受摩擦力,B正确;
D.对整体受力分析可知,地面对半球C的支持力大小为,D正确。
故选BD。
三、实验题(每空2分,共16分)
11. 某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时,采用如图甲所示的方法。
(1)关于该实验下列哪些说法是正确的___________;
A. 如图甲(b)、(c)两次拉橡皮条需要将结点拉到同一位置,目的是使两次拉力的作用效果相同
B. 用两弹簧测力计同时拉细绳时两绳夹角应尽可能大
C. 拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
D. 如果只有一个弹簧测力计(其他器材齐全),则不能完成本实验
(2)若图甲(b)中两弹簧测力计的读数分别为F1=3.00N、F2=4.00N,且F1和F2的夹角为锐角,则___________(填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧测力计测出F1、F2的合力。
(3)实验中,F1、F2表示两个互成角度的力,F表示根据平行四边形定则作出的F1和F2的合力;F'表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力,则乙图中符合实验事实的是___________。
【答案】(1)AC (2)不能
(3)C
【解析】
【小问1详解】
A.根据实验原理,为了保证同一次实验中两次拉力的作用效果相同,两次拉橡皮条需要将结点拉到同一位置,故A正确;
B.用两弹簧测力计同时拉细绳时两绳夹角要适当,故B错误;
C.为了减小拉力方向确定的误差,拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,故C正确;
D.若只有一个弹簧测力计,通过三次拉橡皮筋,也能完成本实验,故D错误。
故选AC。
【小问2详解】
图甲(b)中两弹簧测力计的读数分别为F1=3.00N、F2=4.00N,根据共点力的合成,则两拉力的合力大于5.00N,因此不能用一个量程为5N的弹簧测力计测出F1、F2的合力;
【小问3详解】
单独用一个弹簧测力计测出的拉力为合力的实际值,一定沿橡皮筋方向;通过平行四边形定则得到的合力为理论值,不一定沿橡皮筋方向。
故选C。
12. 某同学为探究加速度与合外力的关系,设计了如图甲所示的实验装置。一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上,用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连。实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量,记录弹簧测力计的示数F,并利用纸带计算出小车对应的加速度a。
(1)实验前应把木板左端适当垫高,以平衡摩擦力__________。
A.平衡摩擦力时,不需要拖着纸带
B.平衡摩擦力时,需要细绳拉着小车
C.轻推小车,小车能做匀速直线运动,证明已经平衡掉摩擦力
(2)实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量,其原因是___________。
A.小车所受的拉力与钩码的重力无关
B.小车所受的拉力等于钩码重力的一半
C.小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出
(3)图乙是实验中得到的某条纸带的一部分。已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,由纸带数据求出小车的加速度a=_________m/s2(结果保留两位有效数字)
(4)改变钩码个数,多次重复实验,算出小车多组加速度,描绘小车加速度a与合力F的关系图象,下列图象中正确的是_________。
A. B.
C. D.
【答案】 ①. C ②. C ③. 0.16m/s2 ④. B
【解析】
【详解】(1)[1].A.平衡摩擦力时,需要拖着纸带,选项A错误;
B.平衡摩擦力时,不需要细绳拉着小车,选项B错误;
C.轻推小车,小车能做匀速直线运动,证明已经平衡掉摩擦力,选项C正确;
(2)[2].实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量,其原因是小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出,故选C.
(3)[3].根据可得
(4)[4].根据可知a-F图像是过原点的直线,故选B.
四、解答题(共38分)
13. 某学校科技兴趣小组,利用废旧物品制作了一个简易气温计:在一个空葡萄酒中插入一根两端开口的玻璃管,玻璃管内有一段长度可忽略的水银柱,接口处用蜡密封,将酒瓶水平放置,如图所示.已知:该装置密封气体的体积为480cm3,玻璃管内部横截面积为0.4cm2,瓶口外的有效长度为48cm.当气温为7℃时,水银柱刚好处在瓶口位置.
①求该气温计能测量的最高气温.
②假设水银柱从瓶口处缓慢移动到最右端的过程中,密封气体从外界吸收3J热量,问:在这一过程中该气体的内能如何变化?变化了多少?(已知大气压为1×105Pa)
【答案】(1) T2=18.2℃ (2)
【解析】
【详解】试题分析:
①根据盖—吕萨克定律:得
得
②根据热力学第一定律
外界对气体做功
得:,所以内能增加1.08J.
考点:盖—吕萨克定律;热力学第一定律.
14. 一辆汽车发动机的额定功率,其总质量为,在水平路面上行驶时,汽车所受阻力恒定。汽车以加速度从静止开始做匀加速运动能够持续的最长时间为,然后,保持恒定的功率继续加速,经过时间达到最大速度。重力加速度。求:
(1)汽车行驶中所受阻力大小;
(2)从启动至到达最大速度的过程中,汽车运动的位移。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)汽车匀加速运动时的最大速度
由可知,匀加速结束时汽车的牵引力
由牛顿第二定律得
解得
(2)汽车匀加速运动的位移
汽车达到最大速度时,做匀速直线运动,由平衡条件可知
汽车的牵引力
由可知,汽车的最大速度
对汽车由动能定理得
解得
15. 如图所示,竖直平面内有一倾角的直轨道AB,其右侧放置一长的水平传送带,传送带以速度ν沿顺时针方向传动,直轨道末端B与传送带间距可近似为零。现将一小物块从距离传送带高处的A静止释放,假设小物块从直轨道B端运动到达传送带上C点时,速度大小不变,方向变为水平向右。小物块经过水平传送带在D点水平抛出,落在水平地面上,落点为E。已知D点距水平面高,E点与D点间的水平距离为x。小物块与直轨道和传送带间的动摩擦因数均为。
求:(,)
(1)小物块到达B端时速度的大小;
(2)若传送带的速度为,求小物块从A点运动到E点的时间;
(3)若传送带的速度取值范围为,小物块落点E与D点间的水平距离x与传送带速度ν之间满足的关系。(小物块可认为从D点水平飞出)
【答案】(1)4m/s;(2)2.375s;(3)见解析
【解析】
【分析】
【详解】(1)从A到B过程,由牛顿第二定律
从A到B过程匀加速运动
解得
(2)A到B阶段运动时间
C到D阶段运动时间
D到E阶段运动时间
则
运动总时间
(3)小物块在传送带上有相对运动的加速度大小为
假设物块在传送带上一直减速,由
得
假设物块在传送带上一直加速,由
得
则当
时
则当
时
则当
时
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