【題目】(12分)如圖所示,兩端開口、粗細(xì)均勻的足夠長玻璃管插在大水銀槽中,管的上部有一定長度的水銀,兩段空氣柱被封閉在左右兩側(cè)的豎直管中.開啟上部連通左右水銀的閥門A,當(dāng)溫度為300 K平衡時水銀的位置如圖,其中左側(cè)空氣柱長度L1=50cm,左側(cè)空氣柱底部的水銀面與水銀槽液面高度差為h2=5cm,左右兩側(cè)頂部的水銀面的高度差為h1=5cm,大氣壓為75 cmHg。求:
①右管內(nèi)氣柱的長度L2,
②關(guān)閉閥門A,當(dāng)溫度升至405 K時,左側(cè)豎直管內(nèi)氣柱的長度L3.
【答案】①L2=" 50cm" ②L3=" 60" cm。
【解析】
試題①左管內(nèi)氣體壓強(qiáng)p1= p0+ h2=" 80cmHg"
右管內(nèi)氣體壓強(qiáng)p2= p左+ h1=" 85cmHg"
P2= p0+ h3
得右管內(nèi)外液面高度差為h3= 10cm
則L2= L1- h1- h2 + h3=" 50cm"
②設(shè)玻璃管橫截面積S,對左側(cè)管內(nèi)氣體:p1=" 80cmHg" , V1=" 50S" , T1= 300K
當(dāng)溫度升至405K 時,設(shè)左側(cè)管內(nèi)水銀面下降了 x cm,則有:
P2=" (80" + x ) cmHg , V2= L3S =" (50" + x )S , T2=" 405K"
根據(jù)P1V1/T1=P2V2/T2,代入數(shù)據(jù)得 x = 10cm
則:左側(cè)豎直管內(nèi)空氣柱長度L3=" 60" cm。
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【題目】在半徑R=5000km的某星球表面,宇航員做了如下實驗,實驗裝置如圖甲所示.豎直平面內(nèi)的光滑軌道由軌道AB和圓弧軌道BC組成,將質(zhì)量m=0.2kg的小球,從軌道AB上高H處的某點靜止滑下,用力傳感器測出小球經(jīng)過C點時對軌道的壓力F,改變H的大小,可測出相應(yīng)的F大小,F隨H的變化關(guān)系如圖乙所示.求:
(1)圓軌道的半徑及星球表面的重力加速度.
(2)該星球的第一宇宙速度.
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【題目】如圖,空間有一豎直向下沿x軸方向的靜電場,電場的場強(qiáng)大小按E=kx分布(x是軸上某點到O點的距離),。x軸上,有一長為L的絕緣細(xì)線連接A、B兩個小球,兩球質(zhì)量均為m,B球帶負(fù)電,帶電荷量為q,A球距O點的距離為L。兩球現(xiàn)處于靜止?fàn)顟B(tài),不計兩球之間的靜電力作用。
(1)求A球的帶電荷量qA;
(2)剪斷細(xì)線后,求B球的最大速度vm。
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【題目】如圖,A、B兩物體通過跨過光滑滑輪的細(xì)線連在一起,它們均處于靜止?fàn)顟B(tài),有關(guān)兩物體的受力情況正確的是( )
A. A受4個力作用,其中彈力有1個
B. A受4個力作用,其中彈力有2個
C. B受2個力作用,其中彈力有2個
D. B受2個力作用,其中彈力有1個
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【題目】在“探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中:
(1)以下操作正確的是______________。
A.平衡摩擦力時,應(yīng)將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B.平衡摩擦力時,應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點計時器
C.每次改變小車的質(zhì)量時,不需要重新平衡摩擦力
D.實驗時,應(yīng)先放開小車,后接通電源
(2)為了更直接地反映物體的加速度a與物體質(zhì)量m的關(guān)系,往往用關(guān)系圖象表示出來。如果圖象是通過坐標(biāo)原點的一條直線,則說明____________________________________。
(3)如圖是該實驗中打點計時器打出的紙帶,打點頻率50 Hz。O點為打出的第一個點,A、B、C、D、E、F、G是計數(shù)點,每相鄰兩計數(shù)點間有4個點未標(biāo)出,OA=17.65 cm、AB=11.81 cm、BC=14.79 cm、CD=17.80 cm、DE=20.81 cm、EF=23.80 cm、FG=26.79 cm,根據(jù)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。物體的加速度是_________m/s2,打F點時的速度是_______m/s。(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
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【題目】如圖所示,重物質(zhì)量為1kg,動滑輪質(zhì)量不計,豎直向上拉動細(xì)繩,使重物從靜止開始以5m/s2的加速度上升,則拉力F在1s末的瞬時功率和1s內(nèi)所做的功為(取g=10m/s2)( )
A. 37.5W 37.5J
B. 37.5W 12.5J
C. 75W 25J
D. 75W 37.5J
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【題目】如圖所示,A、B、C三球質(zhì)量均為m,輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面頂端、另一端與A球相連,A、B間固定一個輕桿,B、C間由一輕質(zhì)細(xì)線連接。傾角為θ的光滑斜面固定在地面上,彈簧、輕桿與細(xì)線均平行于斜面,開始系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。在細(xì)線被燒斷的瞬間,下列說法正確的是( )
A. A球的受力情況未變,加速度為零
B. C球的加速度沿斜面向下,大小為g
C. A、B之間桿的拉力大小為
D. A、B兩個小球的加速度均沿斜面向上,大小均為
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【題目】如圖所示,AB和CDO都是處于豎直平面內(nèi)的光滑圓弧形軌道,OA處于水平位置。AB是半徑為R=2 m的1/4圓周軌道,CDO是半徑為r=1 m的半圓軌道,最高點O處固定一個豎直彈性擋板。D為CDO軌道的中央點。BC段是水平粗糙軌道,與圓弧形軌道平滑連接。已知BC段水平軌道長L=2 m,與小球之間的動摩擦因數(shù)μ=0.4。現(xiàn)讓一個質(zhì)量為m=1 kg的小球P從A點的正上方距水平線OA高H處自由下落。(取g=10 m/s2)
(1)當(dāng)H=1.4 m時,問此球第一次到達(dá)D點對軌道的壓力大小。
(2)當(dāng)H=1.4 m時,試通過計算判斷此球是否會脫離CDO軌道。如果會脫離軌道,求脫離前球在水平軌道經(jīng)過的路程。如果不會脫離軌道,求靜止前球在水平軌道經(jīng)過的路程。
(3)為使小球僅僅與彈性板碰撞二次,且小球不會脫離CDO軌道,問H的取值范圍。
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【題目】某探究實驗小組的同學(xué)為了研究平拋物體的運(yùn)動,該小組同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置探究平拋運(yùn)動.
(1)首先采用如圖甲所示的裝置.用小錘擊打彈性金屬片,使A球沿水平方向彈出,同時B球被松開,自由下落,將觀察到兩球 (選填“同時”或“不同時”)落地,改變小錘擊打的力度,即改變A球被彈出時的速度,仍能觀察到相同的現(xiàn)象,這說明 .(選填所述選項前的字母)
A.平拋運(yùn)動的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動
B.平拋運(yùn)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動
C.能同時說明上述選項A、B所述的規(guī)律
(2)然后采用如圖乙所示的裝置.兩個相同的弧形軌道M、N,分別用于發(fā)射小鐵球P、Q,其中N的末端可看作與光滑的水平板相切,兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D;調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度使AC=BD,從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等.現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上,然后切斷電源,使兩小球同時以相同的初速度v0分別從軌道M、N的末端射出.實驗可觀察到的現(xiàn)象應(yīng)是P球?qū)?/span> 擊中Q球(選填“能”或“不能”).僅僅改變弧形軌道M的高度,重復(fù)上述實驗,仍能觀察到相同的現(xiàn)象,這說明 .(選填所述選項前的字母)
A.平拋運(yùn)動的物體在豎直方向上做自由落體運(yùn)動
B.平拋運(yùn)動的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動
C.不能說明上述選項A、B所描述規(guī)律中的任何一條.
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