如图所示,底座A上装有0.5 m长的直立杆,底座和杆的总质量为M=0.2 kg,杆上套有质量为0.05 kg的小环B,它与杆之间有摩擦.当环从底座上以4 m/s的初速度飞起时,刚好能达到杆顶而没有脱离直立杆,取g=10 m/s2.求:在环升起过程中,底座对水平面的压力为多大?
(9分)如图6所示,一定质量的理想气体被活塞封闭在可导热的汽缸内,活塞相对于底部的高度为h,可沿汽缸无摩擦地滑动.取一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上.沙子倒完时,活塞下降了h/4,再取相同质量的一小盒沙子缓慢地倒在活塞的上表面上.外界大气的压强和温度始终保持不变,求此次沙子倒完时活塞距汽缸底部的高度.
(8分)用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动.估计放大后的小颗粒(炭粒)体积为0.1×10-9 m3,碳的密度是2.25×103 kg/m3,摩尔质量是1.2×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol-1,则该小炭粒含分子数约为多少个?(结果取一位有效数字)
(6分)某压力锅的结构如图2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?
(15分)放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,力F的大小与时间t的关系和物块速度v与时间t的关系如图10所示.取重力加速度g=10 m/s2,试利用两图线求:(1)物块在运动过程中受到滑动摩擦力的大小;(2)物块在3 s~6 s内的加速度大小;(3)物块与地面间的动摩擦因数.
(15分)甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现:甲经短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程;乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的.为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记.在某次练习中,甲在接力区前x0=13.5 m处作了标记, 并以v=9 m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令.乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒.已知接力区的长度L=20 m.求:(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a;(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离.