如图所示,水平轨道AB与位于竖直面内半径为R=0.90m的半圆形光滑轨道BCD相连,半圆形轨道的BD连线与AB垂直。质量为m=1.0kg可看作质点的小滑块在恒定外力F作用下从水平轨道上的A点由静止开始向右运动,物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5。到达水平轨道的末端B点时撤去外力,小滑块继续沿半圆形轨道运动,且恰好能通过轨道最高点D,滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到A点。g取10 m/s2,求:(1)滑块经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力大小。(2)滑块在AB段运动过程中恒定外力F的大小。
[物理选修3-3模块] (1) (5分)下列有关热现象的叙述中正确的是 A.温度升高,物体内所有分子运动的速度大小都变大 B.凡是不违背能量守恒定律的实验构想,都是能够实现的 C.分子力随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大 D.温度升高,物体的内能不一定增大 (2)(6分)如右上图,粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口,管内有一段水银柱,右管内气体柱长为39cm,中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭,再将左管竖直插入水银槽中,设整个过程温度不变,稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm,则稳定后右管内的气体压强p= cmHg;左管A端插入水银槽的深度h= cm。(大气压强p0=76cmHg) (3)如右图所示,一圆筒形汽缸静止于地面上,汽缸的质量为M,活塞(连同手柄)的质量为m,汽缸内部的横截面积为S,大气压强为p0,平衡的汽缸内的容积为V。现用手握住活塞手柄缓慢向上提。设汽缸足够长,在整个上提过程中气体的温度保持不变,不计汽缸内气体的重力与活塞与汽缸壁间的摩擦,求汽缸刚提离地面时活塞上升的距离。
(17分)如图所示,半径为r、圆心为O1的虚线所围的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场,在磁场右侧有一竖直放置的平行金属板M和N,两板间距离为L,在MN板中央各有一个小孔O2、O3,O1、O2、O3在同一水平直线上,与平行金属板相接的是两条竖直放置间距为L的足够长的光滑金属导轨,导体棒PQ与导轨接触良好,与阻值为R的电阻形成闭合回路(导轨与导体棒的电阻不计),该回路处在磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,整个装置处在真空室中,有一束电荷量为+q、质量为m的粒子流(重力不计),以速率v0从圆形磁场边界上的最低点E沿半径方向射入圆形磁场区域,最后从小孔O3射出.现释放导体棒PQ,其下滑h后开始匀速运动,此后粒子恰好不能从O3射出,而从圆形磁场的最高点F射出.求: (1)圆形磁场的磁感应强度B′. (2)导体棒的质量M. (3)棒下落h的整个过程中,电阻上产生的电热. (4)粒子从E点到F点所用的时间.
山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动.一滑雪坡由AB和BC组成,AB是倾角为37°的斜坡,BC是半径为R=5m的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图所示,AB竖直高度差hl=8.8m,竖直台阶CD高度差为h2=5m,台阶底端与倾角为37°斜坡DE相连.运动员连同滑雪装备总质量为80kg,从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求: (1)运动员到达C点的速度大小; (2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小; (3)运动员在空中飞行的时间.
如图所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞厚度不计,在 A 、 B 两处设有限制装置,使活塞只能在 A 、 B 之间运动, B 左面汽缸的容积为 V 0 , A 、 B 之间的容积为0.1 V 0 。开始时活塞在 B 处,缸内气体的压强为0.9 P 0 ( P 0 为大气压强),温度为297 K ,现缓慢加热汽缸内气体,直至399.3 K 。求: (1)活塞刚离开 B 处时的温度 T B ; (2)缸内气体最后的压强 P ; (3)在右图中画出整个过程的 P-V 图线。
某压力锅结构如图所示。盖好密封锅盖,将压力阀套在出气孔上,给压力锅加热,当锅内气体压强达到一定值时,气体就把压力阀顶起。假定在压力阀被顶起时,停止加热。 (1)若此时锅内气体的体积为V,摩尔体积为V0,阿伏加德罗常数为NA,写出锅内气体分子数的估算表达式。 (2)假定在一次放气过程中,锅内气体对压力阀及外界做功1 J,并向外界释放了2 J的热量。锅内原有气体的内能如何变化?变化了多少? (3)已知大气压强P随海拔高度H的变化满足P=P0(1-αH),其中常数α>0。结合气体定律定性分析在不同的海拔高度使用压力锅,当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同。