【題目】如圖所示,一個上下都與大氣相通的直圓筒,內(nèi)部橫截面積為S=0.01m2,中間用兩個活塞A和B封住一定質(zhì)量的氣體.A、B都可沿圓筒無摩擦地上下滑動,且不漏氣.A的質(zhì)量不計,B的質(zhì)量為M,并與一勁度系數(shù)為k=5×103N/m的較長的彈簧相連.已知大氣壓p0=1×105Pa,平衡時兩活塞之間的距離l0=0.6m,現(xiàn)用力壓A,使之緩慢向下移動一段距離后保持平衡.此時用于壓A的力F=500N.求活塞A下移的距離.
【答案】0.3 m
【解析】
試題由于A的質(zhì)量可不計,初態(tài)時,封閉氣體的壓強等于大氣壓,以B為研究對象,求出彈簧的壓縮量.當用力壓A時,再以B為研究對象,求出彈簧的彈力,由胡克定律求出彈簧的壓縮量,根據(jù)玻意耳定律求出活塞A向下移動的距離.
設(shè)活塞A向下移動l,相應(yīng)B向下移動x,對氣體
初態(tài):
末態(tài):
由玻﹣意耳定律
因為兩活塞間的距離原來為,活塞A向下移動l,相應(yīng)B向下移動x,則末狀態(tài)時,兩活塞的距離為.得:①
初態(tài)時,彈簧被壓縮量為,由胡克定律:…②
當活塞A受到壓力F時,活塞B的受力情況如圖所示.F'為此時彈簧彈力
由平衡條件可知…③
由胡克定律有:…④
聯(lián)立①②③④解得:.
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【題目】圖中實線為某電場的電場線分布,虛線為某電荷僅在電場力作用下運動的軌跡,以下說法正確()
A. a場強大于d點場強 B. b和c處在同一等勢面上
C. 該電荷帶正電 D. 該電荷從a到d的過程中電勢能增加
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【題目】1998年6月18日,國產(chǎn)轎車在清華大學(xué)汽車工程研究所進行的整車安全性碰撞試驗取得成功,被譽為“中國轎車第一撞”。從此,我國汽車的整車安全性碰撞試驗開始與國際接軌。碰撞試驗是讓汽車在水平面上以48.3km/h的國際標準碰撞速度駛向質(zhì)量為80t的國際標準碰撞試驗臺,撞擊使汽車的動量一下子變到0,技術(shù)人員通過查看載著模擬乘員的傳感器的數(shù)據(jù)以便對汽車安全性能裝置進行改進。請結(jié)合以上材料回答,以下說法正確的有( )
A. 若試驗汽車的標準碰撞速度增加為原來的1.2倍,則其動量變?yōu)樵瓉淼?/span>2.4倍
B. 在水平路面上運動時汽車受支持力的沖量與重力的沖量相等
C. 因為安全帶對座位上的模擬乘員的保護,在碰撞時乘員的速度變?yōu)?/span>0所用時間約為0.13秒,則安全帶對乘員的作用力約等于乘員重力的10倍
D. 為了減輕碰撞時對模擬乘員的傷害程度,轎車前面的發(fā)動機艙越堅固越好
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【題目】如圖所示電路、中,電阻R和自感線圈L的電阻值都是很小接通S,使電路達到穩(wěn)定,燈泡A發(fā)光
A. 在電路中,閉合S,A立刻變亮
B. 在電路中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗
C. 在電路中,斷開S,A將漸漸變暗
D. 在電路中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗
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【題目】如圖所示,水平U形光滑框架,寬度L=1m,電阻忽略不計,導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量,電阻,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.2T,方向垂直框架向上.現(xiàn)用F=1N的拉力由靜止開始向右拉ab棒,當ab棒的速度達到時,求此時:
(1)ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大。
(2)ab棒產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小和方向;
(3)ab棒所受安培力的大小和方向;
(4)ab棒的加速度的大。
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【題目】兩個靠的很近的天體繞著它們連線上的一點(質(zhì)心)做圓周運動,構(gòu)成穩(wěn)定的雙星系統(tǒng)。雙星系統(tǒng)運動時,其軌道平面上存在著一些特殊的點,在這些點處,質(zhì)量極小的物體(如人造衛(wèi)星)可以相對兩星體保持靜止,這樣的點被稱為“拉格朗日點”,F(xiàn)將“地—月系統(tǒng)”看做雙星系統(tǒng),如圖所示,O1位地球球心、O2位月球球心,它們繞著O1O2連線上的O點以角速度做圓周運動。P點到O1、O2距離相等且等于O1O2間距離,該點處小物體受地球引力和月球引力的合力F,方向恰好指向O,提供向心力,可使小物體也繞著O點以角速度做圓周運動。因此P點是一個拉格朗日點,F(xiàn)沿O1O2連線方向為x軸,過O1與O1O2垂直方向為y軸建立直角坐標系。A、B、C分別為P關(guān)于x軸、y軸和原點O1的對稱點,D為x軸負半軸上一點,到O1的距離小于P點到O1的距離。根據(jù)以上信息可以判斷
A. A點一定是拉格朗日點B. B點一定是拉格朗日點
C. C點可能是拉格朗日點D. D點可能是拉格朗日點
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【題目】在科幻電影《流浪地球》中,由于太陽極速衰老膨脹即將吞噬地球,所以人類要把地球“推”離太陽系,而要想實現(xiàn)這一步,首先要讓地球停止自轉(zhuǎn)。人類采用的辦法是在赤道上假設(shè)若干臺大功率“轉(zhuǎn)向發(fā)動機”,利用核聚變反應(yīng)中釋放的能量將燃燒物質(zhì)以極高的速度拋射到太空,利用“反沖力”使地球轉(zhuǎn)動逐漸減慢。已知每臺“轉(zhuǎn)向發(fā)動機”在單位時間內(nèi)能將質(zhì)量為m0的物質(zhì)以相對地球速度v拋出,地球質(zhì)量為,半徑為,自轉(zhuǎn)角速度為。
(1)如圖所示,大圓表示地球赤道,彎曲箭頭表示地球自轉(zhuǎn)方向,小圓圈表示轉(zhuǎn)向發(fā)動機的位置。要想獲得最大的轉(zhuǎn)動力矩,使減速效果最好,請你用箭頭在途中A點標出燃燒物質(zhì)的拋射方向___________。
(2)若轉(zhuǎn)向發(fā)動機都按照產(chǎn)生最大力矩方向拋射物質(zhì),求每臺轉(zhuǎn)向發(fā)動機獲得的平均反沖力F的大小___________。(說明:地球減速是個漫長的過程,但在研究反沖力時,可認為地球自轉(zhuǎn)速度不變)
(3)為了計算在赤道上要假設(shè)多少臺“轉(zhuǎn)向發(fā)動機”,需用到與剛體(理想化模型,即形狀和大小完全不變的物體)轉(zhuǎn)動相關(guān)的物理知識。雖然我們在高中階段沒有學(xué)習(xí)關(guān)于剛體的動力學(xué)知識,但是我們可以通過“類比”的方法來認識它。
a.我們學(xué)過質(zhì)點平動的動力學(xué)方程:。相應(yīng)地,在剛體轉(zhuǎn)動中,有 ,其中,M表示力矩,表征外力對剛體的轉(zhuǎn)動效果;I為剛體的“轉(zhuǎn)動慣量”,與平動中的質(zhì)量m相對應(yīng),表征剛體轉(zhuǎn)動狀態(tài)改變的難易程度。對于質(zhì)量均勻分布的剛體而言,,m為球體質(zhì)量,R為球體半徑,地球可視為質(zhì)量分布均勻的剛體。到目前為止,你可能還不知道所代表的物理含義,但它也可以表示為某個物理量變化率的形式,與平動中的加速度a對應(yīng)。請你利用所學(xué)知識并結(jié)合題目信息,猜想“”所代表的物理量,簡要寫出猜想理由并說明所代表的物理量的含義___________。
b.若要求在T時間內(nèi)停止自轉(zhuǎn),求赤道上至少要安裝轉(zhuǎn)向發(fā)動機的個數(shù)N___________。
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【題目】如圖所示,光滑水平面上存在有界勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,質(zhì)量為m邊長為a的正方形線框ABCD斜向穿進磁場,當AC剛進入磁場時,線框的速度為v,方向與磁場邊界成45°,若線框的總電阻為R,則
A. 線框穿進磁場過程中,框中電流的方向為ABCD
B. AC剛進入磁場時線框中感應(yīng)電流為
C. AC剛進入磁場時線框所受安培力為
D. 此時CD兩端電壓為
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【題目】舉世矚目的嫦娥四號,其能源供給方式實現(xiàn)了新的科技突破:它采用同位素溫差發(fā)電與熱電綜合利用技術(shù)結(jié)合的方式供能,也就是用航天器兩面太陽翼收集的太陽能和月球車上的同位素?zé)嵩磧煞N能源供給探測器。圖甲中探測器兩側(cè)張開的是光伏發(fā)電板,光伏發(fā)電板在外太空將光能轉(zhuǎn)化為電能。
某同學(xué)利用圖乙所示電路探究某光伏電池的路端電壓U與電流I的關(guān)系,圖中定值電阻R0=5Ω,設(shè)相同光照強度下光伏電池的電動勢不變,電壓表、電流表均可視為理想電表。
(1)實驗一:用一定強度的光照射該電池,閉合電鍵S,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值,通過測量得到該電池的U﹣I曲線a(如圖丁)。由此可知,該電源內(nèi)阻是否為常數(shù)_______(填“是”或“否”),某時刻電壓表示數(shù)如圖丙所示,讀數(shù)為________V,由圖像可知,此時電源內(nèi)阻為_______Ω。
實驗二:減小實驗一光照的強度,重復(fù)實驗,測得U-I曲線b(如圖。。
(2)在實驗一中當滑動變阻器的電阻為某值時路端電壓為2.5V,則在實驗二中滑動變阻器仍為該值時,滑動變阻器消耗的電功率為________W(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
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