内容正文:
高三年级综合测试
物理试卷
考试时间:75分钟满分100分
一、单项选择题(共11题,每题4分,共44分,每题只有一个选项最符合题意。)
1. 放射性同位素锗−68的衰变方程为,则下列说法正确的是( )
A. X为负电子
B. X来自原子核外
C. 比多一个中子
D. 的比结合能小于的比结合能
【答案】D
【解析】
【详解】A.衰变中原子序数减少1,质量数不变,属于β⁺衰变,X为正电子,故A错误;
B.β衰变的粒子来自原子核内中子与质子的转化,故B错误;
C.Ge的中子数为68−32=36,Ga的中子数为68−31=37,Ge比Ga少1个中子,故C错误;
D.衰变后产物更稳定,比结合能更大,故Ge的比结合能小于Ga的,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,在飞船发动机推力F的作用下,飞船和空间站一起向前做加速度为a的匀加速直线运动。已知飞船的质量为m,则空间站的质量M为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律可得
解得。
故选C。
3. 2025年6月29日,在泰州队主场对阵徐州队的比赛中,泰州队11号球员巴特在第30分钟21秒上演了一记倒挂金钩,如图,在这过程中可将腿的转动视为圆周运动,则( )
A. 大腿A点转动过程中线速度不变
B. 大腿A、B两点的线速度大小相同
C. 大腿A、B两点的角速度大小相同
D. 大腿A、B两点的向心加速度一样大
【答案】C
【解析】
【详解】A.大腿A点转动过程中线速度方向改变,因此大腿A点转动过程中线速度改变,故A错误;
BC.大腿A、B两点同轴转动,故二者角速度相同,但做圆周运动的半径不同,根据可知,二者线速度大小不同,故B错误,C正确;
D.由于A、B两点做圆周运动的角速度相同、半径不同,根据可知,大腿A、B两点的向心加速度不一样大,故D错误。
故选C。
4. 东北寒冷的冬季,一汽车进入有暖气的车库,一段时间后,轮胎内气体与室内气体达到热平衡,则( )
A. 两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的内能
B. 热平衡时,轮胎内气体分子的平均动能比室内气体的大
C. 室内气体每个分子的速率比室外气体所有分子的速率大
D. 热平衡后,轮胎内气体分子单位时间内与单位面积器壁的平均作用力比热平衡前的大
【答案】D
【解析】
【详解】A.两个系统处于热平衡时,一定具有相同的温度,内能还与质量、状态等因素有关,温度相同内能不一定相同,故A错误;
B.热平衡时,轮胎内气体的温度与室内气体的温度相同,则轮胎内气体分子的平均动能与室内气体的相同,故B错误;
C.根据分子运动速率分布规律可知,在不同温度下,各种速率的分子都存在,不能说室内气体每个分子的速率比室外气体所有分子的速率大,故C错误;
D.热平衡后,轮胎内气体的温度升高,分子的平均动能变大,轮胎内气体分子单位时间内与单位面积器壁的平均作用力比热平衡前的大,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列,相邻圆筒间的距离相同,其中心轴线在同一直线上,A、B接在电压大小不变、极性随时间周期性变化的交变电源上,粒子从序号为0的金属圆板的中心沿轴线进入圆筒。则粒子( )
A. 在加速器中一直做匀加速直线运动
B. 只在金属圆筒内做匀加速直线运动
C. 只在相邻两个金属圆筒间做匀加速直线运动
D. 在加速器中一直做加速度增大的变加速直线运动
【答案】C
【解析】
【详解】大小不变、极性随时间周期性变化的交变电源加在相邻两个金属圆筒之间,所以粒子在相邻两个金属圆筒间受恒定的电场力,做匀加速直线运动,金属圆筒中电场为零,粒子不受电场力,做匀速运动。
故选C。
6. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,实验装置如图所示。某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察实验现象,下列说法正确的是( )
A. 干涉条纹与双缝垂直
B. 单缝和双缝应相互平行放置
C. 取下滤光片,光屏上观察不到白光的干涉图样
D. 将单缝向双缝靠近,从目镜中观察到的条纹条数增加
【答案】B
【解析】
【详解】A.干涉条纹与双缝平行,故A错误;
B.为了获得清晰的干涉的亮条纹,单缝和双缝应相互平行放置,故B正确;
C.若取下滤光片,光屏上可观察到彩色的干涉图样,故C错误;
D.想增加从目镜中观察到的条纹个数,则要条纹间距减小,根据
可知可以将双缝的距离d增大,或减小双缝到屏的距离L,或用波长小的光做实验,而将单缝向双缝靠近,不会改变条纹的间距,不会改变目镜中观察到的条纹个数,故D错误。
故选B。
7. 为了使在磁场中转动的绝缘轮快速停下来,小明同学设计了以下四种方案:图甲、乙中磁场方向与轮子的转轴平行,图甲中在轮上固定闭合金属线圈,图乙中在轮上固定未闭合金属线圈;图丙、丁中磁场方向与轮子的转轴垂直,图丙中在轮上固定闭合金属线框,图丁中在轮上固定一些细金属棒。四种方案中效果最好的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】C
【解析】
【详解】AB.图甲和图乙中当轮子转动时,穿过线圈的磁通量都是不变的,不会产生感生感应电流,则不会有磁场力阻碍轮子的运动,故AB错误;
C.图丙中在轮上固定一些闭合金属线框,线框长边与轮子转轴平行,当轮子转动时会产生感应电动势,形成感应电流,则会产生磁场力阻碍轮子转动,使轮子很快停下来,故C正确;
D.图丁中在轮上固定一些细金属棒,当轮子转动时会产生感应电动势,但是不会形成感应电流,则也不会产生磁场力阻碍轮子转动,故D错误。
故选C。
8. 如图所示的图像中,一条为电源的图线,一条为定值电阻的图线,若将该电源与定值电阻构成闭合回路,下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势为1.2V
B. 电源的输出功率为0.6W
C. 定值电阻的阻值为0.42Ω
D. 电源的内阻为1Ω
【答案】B
【解析】
【详解】AD.根据闭合电路欧姆定律有
结合图b有
,
故AD错误;
B.两图像的交点为电路的工作状态,则电源的输出功率为
故B正确;
C.两图像的交点为电路的工作状态,根据闭合电路欧姆定律有
结合上述解得
故C错误。
故选B。
9. 关于“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,下列说法中错误的是( )
A. 乙图中、的作用效果与丙图中F的作用效果相同
B. 应将记录到的、和F的大小和方向,按照力的图示法画出丁图
C. 应依据丁图,猜想、和F三者的关系并加以验证得出结论
D. 该实验的误差主要来源于弹簧测力计自身的重力
【答案】D
【解析】
【详解】AC.实验用一个弹簧的拉力效果代替两个弹簧的拉力效果,则乙图中、的作用效果与丙图中F的作用效果相同,并且应依据丁图,猜想、和F三者的关系并加以验证得出结论,AC正确,不符合题意;
B.实验中,O点位置已画好,故应将记录到的、和F的大小和方向,按照力的图示法画出丁图,B正确,不符合题意;
D.手拉动弹簧测力,弹簧测力计自身的重力不会对弹簧的伸长有影响,D错误,符合题意。
故选D。
10. 如图所示,网球运动员训练时在同一高度的前后两个不同位置,将球斜向上打出,球恰好能垂直撞在竖直墙上的同一点。若两次网球从抛出到撞墙的时间分别为t1、t2,撞墙时的速度大小分别为v1、v2,不计空气阻力,则( )
A. t1>t2
B. v1=v2
C. 网球两次运动的速度变化量不同
D. 两次打出网球时沿轨迹1的初速度较大
【答案】D
【解析】
【详解】A.把网球的运动看成逆向的平抛运动,竖直方向有
由于高度相同,所以从打出到撞墙,1、2两轨迹的网球在空中运动的时间相等,即,故A错误;
B.水平方向
由于沿1轨迹网球的水平位移较大,则沿1轨迹网球的水平分速度较大,即1轨迹网球击中墙时的速度较大,即,故B错误;
C.速度变化量为
由于网球在空中运动的时间相等,则两次运动的速度变化量相同,故C错误;
D.打出网球时的速度大小为
沿1轨迹网球的水平分速度较大,则沿1轨迹网球打出时的初速度比沿2轨迹打出时的初速度大,故D正确。
故选D。
11. 如图所示,足够长的粗糙斜杆固定在水平地面上,斜杆与地面之间的夹角为60°。斜杆上套有一金属环,一小球用轻绳与金属环连接。已知小球与金属环在下滑过程中始终保持相对静止,且轻绳与竖直方向的夹角为30°。斜杆上某处有一挡板,金属环与挡板发生碰撞前速度大小为10m/s,碰后金属环立刻停止运动,小球由于惯性继续运动。重力加速度,则下列说法中正确的是( )
A. 斜杆与金属环的动摩擦因数为
B. 斜杆与金属环的动摩擦因数为
C. 当小球摆动至与斜杆碰撞前瞬间,小球速度大小为
D. 当小球摆动至与斜杆碰撞前瞬间,小球速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由于小球与金属环在下滑过程中始终保持相对静止,故小球和金属环一起下滑的加速度应沿斜杆向下。隔离小球进行受力分析可知,小球受到重力和轻绳的拉力T的作用。沿着平行斜杆方向和垂直斜杆方向建立直角坐标系,则沿着斜杆方向根据牛顿第二定律有
又因为垂直斜杆方向有
联立解得
对小球与金属环整体进行受力分析可知,整体受到重力和斜杆的支持力和摩擦力的作用,所以沿着斜杆方向根据牛顿第二定律有
垂直斜杆方向有
又因为
联立解得,故AB错误;
CD.金属环与挡板碰后立刻停止运动,小球由于惯性继续运动,由于绳长不变,故小球之后绕金属环做圆周运动。因为金属环与挡板碰撞瞬间,小球的速度方向不与细绳垂直,则沿绳方向和垂直绳方向建立直角坐标系可知,小球做圆周运动的初速度为
根据对称性可知,小球从圆周运动的初始位置到摆动至与斜杆碰撞前瞬间的过程中,小球的重心距地面的高度不变,故小球的重力势能不变,则根据机械能守恒定律可知小球的动能也不变,所以小球摆动至与斜杆碰撞前瞬间,其速度大小仍然等于。故C正确,D错误。
故选C。
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 小明利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,所用器材包括:安装phyphox APP的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。
(1)下列实验操作步骤,正确顺序是______
①将质量为m的铁球放在钢尺末端
②迅速敲击钢尺侧面,铁球自由下落
③传感器记录下声音振幅随时间变化曲线
④将钢尺伸出水平桌面少许,用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差h
⑤将手机位于桌面上方,运行手机中的声音“振幅”(声音传感器)项目
(2)声音振幅随时间变化曲线如图乙所示,第一、第二个尖峰的横坐标分别对应铁球开始下落和落地时刻,对应的时间间隔t=______s;
(3)若铁球下落过程中机械能守恒,则应满足等式:mgh=______(用m、h、t表示)。
(4)若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度,对实验测量结果______(选填“有”或“没有”)影响。
(5)小华认为应将手机放在钢尺与地板间的中点附近测量时间。你认为哪位同学的时间测量结果更准确,请简要说明理由_______。
【答案】 ①. ④①⑤②③ ②. 0.40 ③. ④. 没有 ⑤. 小华,因为声音传播的时间对小球运动时间的测量影响小
【解析】
【详解】(1)[1]首先应将钢尺伸出水平桌面,用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差,然后将铁球放在钢尺末端,手机开始运行手机中的声音“振幅”(声音传感器)项目,再迅速敲击钢尺侧面,使铁球自由下落,此时传感器即可记录下声音振幅随时间变化曲线,故操作步骤顺序为④①⑤②③;
(2)[2]由图可知,时间间隔为0.40s;
(3)[3]铁球下落时间为t,设落地时速度为v,有
得
由机械能守恒应有
(4)[4]若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度,不会影响小球的落地时间,故对实验测量结果没有影响;
(5)[5]将手机放在钢尺与地板间的中点附近测量时间,声音传播的时间对小球运动时间的测量影响更小,所以小华对时间测量结果更准确。
13. 我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换成电信号。如图所示,A和K分别是光电管的阳极和阴极,加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为ν的光全部照射在K上,回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0,普朗克常量为h,电子电荷量为e。
(1)求光电子到达A时的最大动能Ekm;
(2)若每入射N个光子会产生1个光电子,所有的光电子都能到达A,求回路的电流强度I。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据光电效应方程,光电子离开K极的最大动能
光电子从K极到A极,由动能定理得
联立得
【小问2详解】
时间内,激光器发光的总功
到达K极的光子总数
逸出的电子总数
回路的电流强度
联立解得
14. 有人设计了一种测温装置,其结构如图所示。玻璃泡A内封有一定量气体(可认为理想气体),与A相连的B管插在水银槽中,管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B管上的刻度直接读出。已知水银面以上B管的高度,B管的体积与A泡的体积相比可忽略不计。在标准大气压(相当于高的水银柱所产生的压强)下,管内水银面的高度时,对应的温度为。摄氏温度与热力学温度的关系是。
(1)求该测温装置能够测量的最低温度;
(2)若将该测温装置拿到高山上进行测温,温度计的显示温度比实际温度高还是低?(不要求写分析过程,只要求写出结果)
【答案】(1);(2)显示温度高于实际温度
【解析】
【详解】(1)大气压强
温度时,玻璃泡A内的气体温度
当B管内水银面的高度时,玻璃泡A内的气体压强
当B管内水银面到达管的顶端时,玻璃泡A内的气体压强
此时测得的温度最低,设玻璃泡A内的气体温度为,由题意可知玻璃泡A内的气体做等容变化,由查理定律得
解得
即
即测得的最低气温为。
(2)当管内水银面的高度为x时,地面上标准大气压下温度为T,设高山上压强为,温度为,由查理定律得
高山上压强减小,故显示温度高于实际温度。
15. 在大型仓储中常用电磁阻尼控制货物运送速度以确保安全。如图所示,间距为的平行光滑金属轨道与,顶端通过导线与阻值为的定值电阻相连;倾斜部分倾角为,处在垂直于斜面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中;水平部分与之间的距离为,处停放小车。尾部加装金属横杆的转运小车从轨道顶端处由静止滑下,由于电磁阻尼的作用,进入水平部分之前已经达到最大速度,最终与小车发生碰撞,在自锁装置的作用下,两车碰后不分开。金属横杆接入电路的阻值为,两端均与金属轨道接触良好,小车和金属横杆的总质量为,小车的质量为,重力加速度大小取。两小车尺寸较小且绝缘,经过轨道连接处速度大小不变,,轨道电阻不计。
(1)求小车在倾斜轨道上下滑过程中的最大速度的大小;
(2)求小车与碰撞过程中损失的机械能;
(3)若没有小车,要保证小车尾部金属横杆离开时速度恰好减为零,可以在轨道水平部分与之间加竖直方向的匀强磁场(图中未画出),求的大小。(和互不干扰)
【答案】(1)3m/s
(2)3J (3)
【解析】
【小问1详解】
小车在倾斜轨道上下滑过程中,速度最大时横杆上的感应电动势
感应电流为
根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
两小车碰撞过程中系统动量和能量守恒,设两小车碰撞后的速度大小为,损失的机械能为,以小车运动方向为正方向,则有,
解得
【小问3详解】
若在轨道水平部分与之间加竖直方向的匀强磁场,设小车在与之间运动过程中,平均感应电动势为,平均感应电流为,受到与运动方向相反的安培力平均大小为,以小车运动方向为正方向,则有,,
由动量定理有
解得
16. 如图,足够长的固定杆AB、CD在同一竖直面内水平放置,AB光滑、CD杆CQ段光滑QD段粗糙。两杆间距离为2m,P在Q正上方,O为PQ中点的固定光滑柱体。两个质量均为1kg的圆环通过原长为1m的橡皮条连接,其中一圆环位于P点,另一圆环在水平外力F作用下静止在M点。已知橡皮条的劲度系数k = 18N/m,QM距离为,圆环与QD间动摩擦因数μ = 0.5,g取10m/s2。橡皮条的弹性势能,现将F撤去,求:
(1)撤去F后瞬间下方圆环的加速度大小;
(2)整个过程系统增加的内能;
(3)下方圆环越过Q后橡皮条的最大弹性势能。
【答案】(1)20m/s2
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
设OQ距离为L,则下方圆环位于M点时橡皮条伸长量为,竖直方向由平衡条件
水平方向由牛顿第二定律得
解得a = 20m/s2
【小问2详解】
在MQ段任一位置
所以摩擦力大小恒定为f = 4N
Q = f·QM
得
【小问3详解】
MQ阶段,由能量守恒定律得
两环共速时橡皮条弹性势能最大,此时
由动量守恒定律得mv = 2mv共
得
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高三年级综合测试
物理试卷
考试时间:75分钟满分100分
一、单项选择题(共11题,每题4分,共44分,每题只有一个选项最符合题意。)
1. 放射性同位素锗−68的衰变方程为,则下列说法正确的是( )
A. X为负电子
B. X来自原子核外
C. 比多一个中子
D. 的比结合能小于的比结合能
2. 如图所示,在飞船发动机推力F的作用下,飞船和空间站一起向前做加速度为a的匀加速直线运动。已知飞船的质量为m,则空间站的质量M为( )
A. B. C. D.
3. 2025年6月29日,在泰州队主场对阵徐州队的比赛中,泰州队11号球员巴特在第30分钟21秒上演了一记倒挂金钩,如图,在这过程中可将腿的转动视为圆周运动,则( )
A. 大腿A点转动过程中线速度不变
B. 大腿A、B两点的线速度大小相同
C. 大腿A、B两点的角速度大小相同
D. 大腿A、B两点的向心加速度一样大
4. 东北寒冷的冬季,一汽车进入有暖气的车库,一段时间后,轮胎内气体与室内气体达到热平衡,则( )
A. 两个系统处于热平衡时,它们一定具有相同的内能
B. 热平衡时,轮胎内气体分子的平均动能比室内气体的大
C. 室内气体每个分子的速率比室外气体所有分子的速率大
D. 热平衡后,轮胎内气体分子单位时间内与单位面积器壁的平均作用力比热平衡前的大
5. 如图所示,直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列,相邻圆筒间的距离相同,其中心轴线在同一直线上,A、B接在电压大小不变、极性随时间周期性变化的交变电源上,粒子从序号为0的金属圆板的中心沿轴线进入圆筒。则粒子( )
A. 在加速器中一直做匀加速直线运动
B. 只在金属圆筒内做匀加速直线运动
C. 只在相邻两个金属圆筒间做匀加速直线运动
D. 在加速器中一直做加速度增大的变加速直线运动
6. 在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中,实验装置如图所示。某同学以线状白炽灯为光源,对实验装置进行调节并观察实验现象,下列说法正确的是( )
A. 干涉条纹与双缝垂直
B. 单缝和双缝应相互平行放置
C. 取下滤光片,光屏上观察不到白光的干涉图样
D. 将单缝向双缝靠近,从目镜中观察到的条纹条数增加
7. 为了使在磁场中转动的绝缘轮快速停下来,小明同学设计了以下四种方案:图甲、乙中磁场方向与轮子的转轴平行,图甲中在轮上固定闭合金属线圈,图乙中在轮上固定未闭合金属线圈;图丙、丁中磁场方向与轮子的转轴垂直,图丙中在轮上固定闭合金属线框,图丁中在轮上固定一些细金属棒。四种方案中效果最好的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
8. 如图所示的图像中,一条为电源的图线,一条为定值电阻的图线,若将该电源与定值电阻构成闭合回路,下列说法正确的是( )
A. 电源的电动势为1.2V
B. 电源的输出功率为0.6W
C. 定值电阻的阻值为0.42Ω
D. 电源的内阻为1Ω
9. 关于“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,下列说法中错误的是( )
A. 乙图中、的作用效果与丙图中F的作用效果相同
B. 应将记录到的、和F的大小和方向,按照力的图示法画出丁图
C. 应依据丁图,猜想、和F三者的关系并加以验证得出结论
D. 该实验的误差主要来源于弹簧测力计自身的重力
10. 如图所示,网球运动员训练时在同一高度的前后两个不同位置,将球斜向上打出,球恰好能垂直撞在竖直墙上的同一点。若两次网球从抛出到撞墙的时间分别为t1、t2,撞墙时的速度大小分别为v1、v2,不计空气阻力,则( )
A. t1>t2
B. v1=v2
C. 网球两次运动的速度变化量不同
D. 两次打出网球时沿轨迹1的初速度较大
11. 如图所示,足够长的粗糙斜杆固定在水平地面上,斜杆与地面之间的夹角为60°。斜杆上套有一金属环,一小球用轻绳与金属环连接。已知小球与金属环在下滑过程中始终保持相对静止,且轻绳与竖直方向的夹角为30°。斜杆上某处有一挡板,金属环与挡板发生碰撞前速度大小为10m/s,碰后金属环立刻停止运动,小球由于惯性继续运动。重力加速度,则下列说法中正确的是( )
A. 斜杆与金属环的动摩擦因数为
B. 斜杆与金属环的动摩擦因数为
C. 当小球摆动至与斜杆碰撞前瞬间,小球速度大小为
D. 当小球摆动至与斜杆碰撞前瞬间,小球速度大小为
二、非选择题:共5题,共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 小明利用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律,所用器材包括:安装phyphox APP的智能手机、铁球、刻度尺、钢尺等。
(1)下列实验操作步骤,正确顺序是______
①将质量为m的铁球放在钢尺末端
②迅速敲击钢尺侧面,铁球自由下落
③传感器记录下声音振幅随时间变化曲线
④将钢尺伸出水平桌面少许,用刻度尺测出钢尺上表面与地板间的高度差h
⑤将手机位于桌面上方,运行手机中的声音“振幅”(声音传感器)项目
(2)声音振幅随时间变化曲线如图乙所示,第一、第二个尖峰的横坐标分别对应铁球开始下落和落地时刻,对应的时间间隔t=______s;
(3)若铁球下落过程中机械能守恒,则应满足等式:mgh=______(用m、h、t表示)。
(4)若敲击钢尺侧面时铁球获得一个较小的水平速度,对实验测量结果______(选填“有”或“没有”)影响。
(5)小华认为应将手机放在钢尺与地板间的中点附近测量时间。你认为哪位同学的时间测量结果更准确,请简要说明理由_______。
13. 我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换成电信号。如图所示,A和K分别是光电管的阳极和阴极,加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为ν的光全部照射在K上,回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0,普朗克常量为h,电子电荷量为e。
(1)求光电子到达A时的最大动能Ekm;
(2)若每入射N个光子会产生1个光电子,所有的光电子都能到达A,求回路的电流强度I。
14. 有人设计了一种测温装置,其结构如图所示。玻璃泡A内封有一定量气体(可认为理想气体),与A相连的B管插在水银槽中,管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B管上的刻度直接读出。已知水银面以上B管的高度,B管的体积与A泡的体积相比可忽略不计。在标准大气压(相当于高的水银柱所产生的压强)下,管内水银面的高度时,对应的温度为。摄氏温度与热力学温度的关系是。
(1)求该测温装置能够测量的最低温度;
(2)若将该测温装置拿到高山上进行测温,温度计的显示温度比实际温度高还是低?(不要求写分析过程,只要求写出结果)
15. 在大型仓储中常用电磁阻尼控制货物运送速度以确保安全。如图所示,间距为的平行光滑金属轨道与,顶端通过导线与阻值为的定值电阻相连;倾斜部分倾角为,处在垂直于斜面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中;水平部分与之间的距离为,处停放小车。尾部加装金属横杆的转运小车从轨道顶端处由静止滑下,由于电磁阻尼的作用,进入水平部分之前已经达到最大速度,最终与小车发生碰撞,在自锁装置的作用下,两车碰后不分开。金属横杆接入电路的阻值为,两端均与金属轨道接触良好,小车和金属横杆的总质量为,小车的质量为,重力加速度大小取。两小车尺寸较小且绝缘,经过轨道连接处速度大小不变,,轨道电阻不计。
(1)求小车在倾斜轨道上下滑过程中的最大速度的大小;
(2)求小车与碰撞过程中损失的机械能;
(3)若没有小车,要保证小车尾部金属横杆离开时速度恰好减为零,可以在轨道水平部分与之间加竖直方向的匀强磁场(图中未画出),求的大小。(和互不干扰)
16. 如图,足够长的固定杆AB、CD在同一竖直面内水平放置,AB光滑、CD杆CQ段光滑QD段粗糙。两杆间距离为2m,P在Q正上方,O为PQ中点的固定光滑柱体。两个质量均为1kg的圆环通过原长为1m的橡皮条连接,其中一圆环位于P点,另一圆环在水平外力F作用下静止在M点。已知橡皮条的劲度系数k = 18N/m,QM距离为,圆环与QD间动摩擦因数μ = 0.5,g取10m/s2。橡皮条的弹性势能,现将F撤去,求:
(1)撤去F后瞬间下方圆环的加速度大小;
(2)整个过程系统增加的内能;
(3)下方圆环越过Q后橡皮条的最大弹性势能。
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