(本题12分)如图,氢气球下悬一吊篮,吊篮中有一人,静止于空中。气球、吊篮与人的总质量为M(不包括石块),当人将一质量为m的石块向上抛出,石块经t秒落回手中。求石块上抛过程中与人的最大距离。(空气阻力不计)
(1)以下说法正确的是 (选对一个给3分,选对两个给4分,选对3个给6分。每选错一个扣3分,最低得分为0分)A.浸润现象是表面张力作用的结果,不浸润现象不是表面张力作用的结果B.温度越高物体分子的平均动能越大C.热量可以自发地由低温物体传到高温物体D.压缩气体,气体的内能不一定增加E.气体的体积变小,其压强可能减小(2)如图所示,在一竖直放置的圆环形管道内封闭有一定质量的理想气体。用一绝热的固定活塞C和绝热、不计质量、可自由移动的活塞A将管道内气体分隔成体积相等的两部分,A、C与圆环的圆心O等高,两部分气体的温度均为T0 =300K。现保持下部分气体的温度不变,对上部分气体缓慢加热至T=500K,求此时活塞A的位置与O点的连线跟竖直方向OB之间的夹角θ。(不计两活塞的体积)
如图所示,在直角坐标系xOy的第Ⅱ象限整个区域内,存在着沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场,在第Ⅳ象限整个区域内存在着方向垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。从电场中P(-L,2L)、Q(-L,)两点连线上各处,沿x轴正方向同时射入许多质量为m、电荷量为q的带正电粒子,结果所有粒子都从坐标原点O进入磁场。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用,求:(1)粒子从射入到全部通过O点所用的时间t0。(2)这些粒子从x轴上射出磁场时,所经过区域的宽度△d。
如图所示,地面上的人通过定滑轮用轻绳将质量为m=40kg的演员从静止开始沿竖直方向向上拉起,演员先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动直到静止。演员加速运动与减速运动过程中的加速度大小之比为1:4,全过程用时t=l0s,上升的高度h=l0m。忽略滑轮的质量及摩擦,求在演员上升过程中,绳子拉力对演员做功的最大功率(重力加速度g取l0m/s2).
如图甲所示,平板小车A静止在水平地面上,平板板长L=6m,小物块B静止在平板左端,质量mB = 0.3kg,与A的动摩擦系数μ=0.8,在B正前方距离为S处,有一小球C,质量mC = 0.1kg,球C通过长l = 0.18m的细绳与固定点O相连,恰当选择O点的位置使得球C与物块B等高,且C始终不与平板A接触。在t = 0时刻,平板车A开始运动,运动情况满足如图乙所示SA – t关系。若BC发生碰撞,两者将粘在一起,绕O点在竖直平面内作圆周运动,并能通过O点正上方的最高点。BC可视为质点,g = 10m/s2,求:(1)BC碰撞瞬间,细绳拉力至少为多少? (2)刚开始时,B与C的距离S要满足什么关系?
如图甲所示,平行光滑导轨AB、CD倾斜放置,与水平面间的夹角为,间距为L,导轨下端B、C间用电阻R=2r相连。一根质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直放在导轨上,与导轨接触良好,方向始终平行于水平地面。在导轨间的矩形区域EFGH内存在长度也为L、垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。t=0时刻由静止释放导体棒MN,恰好在t1时刻进入磁场EFGH并做匀速直线运动。求:(1)导体棒MN进入磁场前,电阻R两端的电压U;(2)导体棒MN在磁场中匀速运动时的速度v和匀速运动过程中电阻R上产生的焦耳热Q。