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道题
1. 如图,水平桌面上固定一光滑U型金属导轨,其平行部分的间距为
, 导轨的最右端与桌子右边缘对齐,导轨的电阻忽略不计。导轨所在区域有方向竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为
。一质量为
、电阻为
、长度也为
的金属棒P静止在导轨上。导轨上质量为
的绝缘棒Q位于P的左侧,以大小为
的速度向P运动并与P发生弹性碰撞,碰撞时间很短。碰撞一次后,P和Q先后从导轨的最右端滑出导轨,并落在地面上同一地点。P在导轨上运动时,两端与导轨接触良好,P与Q始终平行。不计空气阻力。求
(1) 金属棒P滑出导轨时的速度大小;
(2) 金属棒P在导轨上运动过程中产生的热量;
(3) 与P碰撞后,绝缘棒Q在导轨上运动
时间。
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+ 选题
1. 如图所示,竖直轨道CDEF由圆弧CD、直线DE和半圆 EF组成, 圆弧和半圆半径均为R, 水平轨道 DE=2R,各轨道之间平滑连接,轨道CDEF可上下左右调节。 一质量为m的小球压缩弹簧到某一位置后撤去外力静止释放后沿水平轨道AB向右抛出。 调整轨道使BC高度差h=0.9R, 并使小球从C点沿切线进入圆弧轨道。DE段的摩擦系数μ=0.1,除DE段有摩擦外,其他阻力不计,θ=37°, 重力加速度为g, 求:
(1) 撤去外力瞬间,弹簧的弹性势能E
p
;
(2) 请判断小球能否到达圆轨道的最高点,如能,求出最终落点的位置; 如不能,请找出到达圆轨道的最高点的位置;
(3) 若轨道DE的动摩擦因数μ=0.2, 求小球脱离圆轨道时距离水平轨道DE的高度h。
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+ 选题
1.
(2024高二下·邵阳期中)
如图所示,质量为m
2
=2kg的滑道静止在光滑的水平面上,滑道的AB部分是半径为R=0.3m的四分之一圆弧,圆弧底部与滑道水平部分相切,滑道水平部分右端固定一个轻弹簧,滑道CD部分粗糙,长为L=0.2m,动摩擦因数μ=0.10,其余部分均光滑。现让质量为m
1
=1kg的物块(可视为质点)自A点由静止释放,此后整个运动过程中弹簧始终处于弹性限度内,取g=10m/s
2
, 求:
(1) 物块第一次到达B点时的速度大小v
1
;
(2) 在整个运动过程中,弹簧具有的最大弹性势能Ep;
(3) 物块最终停止的位置和弹簧被压缩的总次数N。
答案解析
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+ 选题
1.
(2024高二下·宁波期中)
如图所示,固定在水平地面开口向上的圆柱形导热气缸,用质量
的活塞密封一定质量的理想气体,活塞可以在气缸内无摩擦移动。活塞用不可伸长的轻绳跨过两个定滑轮与地面上质量
的物块连接。初始时,活塞与缸底的距离
, 缸内气体温度
, 轻绳恰好处于伸直状态,且无拉力。已知大气压强
, 活塞横截面积
, 忽略一切摩擦。现使缸内气体温度缓慢下降,则:
(1) 当物块恰好对地面无压力时,求缸内气体的温度
;
(2) 当缸内气体温度降至
时,求物块上升高度
;
(3) 已知整个过程缸内气体内能减小
, 求其放出的热量
。
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+ 选题
1.
(2024高二下·宁波期中)
物理老师自制了一套游戏装置供同学们一起娱乐和研究,其装置可以简化为如图所示的模型。该模型由同一竖直平面内的水平轨道
、半径为
的半圆单层轨道
、半径为
的半圆圆管轨道
、平台
和
、凹槽
组成,且各段各处平滑连接。凹槽里停放着一辆质量为
的无动力摆渡车
并紧靠在竖直侧壁
处,其长度
且上表面与平台
、
平齐。水平面
的左端通过挡板固定一个弹簧,弹簧右端可以通过压缩弹簧发射能看成质点的不同滑块
, 弹簧的弹性势能最大能达到
。现三位同学小张、小杨、小振分别选择了质量为
、
、
的同种材质滑块
参与游戏,游戏成功的标准是通过弹簧发射出去的滑块能停在平台的目标区
段。已知凹槽
段足够长,摆渡车与侧壁
相撞时会立即停止不动,滑块与摆渡车上表面和平台
段的动摩擦因数都是
, 其他所有摩擦都不计,
段长度
,
段长度
。问:
(1) 已知小振同学的滑块以最大弹性势能弹出时都不能进入圆管轨道,求小振同学的滑块经过与圆心
等高的
处时对轨道的最大压力。
(2) 如果小张同学以
的弹性势能将滑块弹出,请根据计算后判断滑块最终停在何处?
(3) 如果小杨将滑块弹出后滑块最终能成功地停在目标区
段,则他发射时的弹性势能应满足什么要求?
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+ 选题
1.
(2024高二下·浙江期中)
如图,竖直放置的质量为
的导热性能良好的汽缽(不计缸壁厚度),在汽缸内用面积
的活塞密封一定质量的理想气体,活塞与汽缸间能无摩擦滑动,活塞竖直固定在地面上。开始时气体处于温度
、活塞与汽缸底的距离
的状态
。环境温度升高时容器内气体被加热,汽缸缓慢上升
恰好到达容器内的卡口处,此时气体达到状态
。汽缸保持不动,气体被继续加热至温度
的状态
, 从状态
到状态
的过程中气体内能增加了
。取大气压
, 求气体
(1) 气体从状态
到状态
, 其分子平均动能
(选填“增大”、“减小”、“不变”),圆筒内壁单位面积受到的压力
(选填“增大”、“减小”、“不变”);
(2) 在状态
的压强;
(3) 由状态
到状态
过程中从外界吸收热量
。
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+ 选题
1.
(2024高二下·上海市期中)
如图所示,向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明吸管,接口用蜡密封,在吸管内引入一小段油柱(长度可忽略)。如果不计大气压的变化,该装置就是一支简易的气温计。则( )
A .
温度升高后,罐中气体压强增大
B .
给吸管标上温度刻度值,刻度是均匀的
C .
用更粗的透明吸管,其余条件不变,则测温范围会减小
D .
温度升高,罐内气体对外做的功大于气体从外界吸收的热量
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+ 选题
1.
(2024高二下·上海市期中)
气压传动是工业中常见的传动方式。如图a所示,面积为2
S
的活塞A静止,与气缸右端相距
。用力缓慢右移活塞A,通过压缩气体顶起面积
S
的活塞B和上方高
h
的液柱(液体密度
),最终活塞B和液体上升
, 如图b所示。活塞缓慢移动过程中,气体温度保持不变。大气压强为
, 忽略弯管中的气体体积,装置不漏气,不计摩擦,两活塞质量不计。
(1) 图中液体
(选填“浸润”或“不浸润”)竖直管道。管道分子对附着管壁的液体分子的吸引力
(选填“大于”或“小于”)液体内部分子间的吸引力。
(2) 最终活塞B上升的高度
;
(3) 若整个过程活塞A对封闭气体做正功W,忽略气体质量,求整个过程中气体对外放热
Q
为多少;
(4) 若缓慢推动活塞A过程中,活塞B位置尚未发生变化时,弯管在连接口C处脱落,发现后重新接上并继续实验,请尝试绘出从活塞A开始运动到活塞B最终稳定的整个过程中
关系图像。
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+ 选题
1.
(2024高二下·上海市期中)
第一类永动机不能制成的原因是它的设计违背了( )
A .
热力学第一定律
B .
热力学第二定律
C .
能量守恒定律
D .
机械能守恒定律
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+ 选题
1.
(2024高二下·上海市期中)
如图,一定质量的理想气体从状态
A
缓慢经过状态
B
, 再变化到状态
C
, 已知气体在状态
C
时的温度为300K,则气体在状态
B
时的温度为
K,从状态
A
到状态
C
气体从外界吸收热量
J。
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