- 能量守恒定律与能源
- 共104题
33.如图(a),磁铁A、B的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上.A固定于导轨左端,B的质量m=0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动.将B在A附近某一位置由静止释放,由于能量守恒,可通过测量B在不同位置处的速度,得到B的势能随位置x的变化规律,见图(c)中曲线I。若将导轨右端抬高,使其与水平面成一定角度(如图(b)所示),则B的总势能曲线如图(c)中II所示,将B在x=20.0cm处由静止释放,求:(解答时必须写出必要的推断说明。取g=9.8 m/s2)
(1)B在运动过程中动能最大的位置;
(2)运动过程中B的最大速度和最大位移;
(3)图(c)中直线III为曲线II的渐近线,求导轨的倾角;
(4)若A、B异名磁极相对放置,导轨的倾角不变,在图(c)上画出B的总势能随x的变化曲线。
正确答案
见解析。
解析
(1)势能最小处动能最大
由图线II得
(在5.9 ~ 6.3cm间均视为正确)
(2)由图读得释放处势能,此即B的总能量。出于运动中总能量守恒,因此在势能最小处动能最大,由图像得最小势能为0.47J,则最大动能为
(在0.42 ~ 0.44J间均视为正确)
最大速度为
(在1.29~1.33 m/s间均视为正确)
x=20.0 cm处的总能量为0.90J,最大位移由E=0.90J的水平直线与曲线II的左侧交点确定,由图中读出交点位置为x=2.0cm,因此,最大位移
(在17.9~18.1cm间均视为正确)
(3)渐近线III表示B的重力势能随位置变化关系,即
∴
由图读出直线斜率
(在
间均视为正确)
(4)若异名磁极相对放置,A,B间相互作用势能为负值,总势能如图。
知识点
在“测定直流电动机的效率”实验中,用如图(a)所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率。
(1)请根据图(a)完成图(b)中的实物图;
(2)实验中保持电动机两端电压U恒为6V,重物每次匀速上升的高度h均为1.5m,所测物理量及测量结果如下表所示:
计算电动机效率η的表达式为______________(用题目中的符号表示),前4次实验中电动机工作效率的平均值为_______________。
(3)在第5次实验中,电动机的输出功率是___________;可估算出电动机线圈的电阻为_______________Ω。
正确答案
(1)如右图
(2),
(3)0,
解析
略
知识点
24.如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ=30°,皮带在电动机的带动下,始终保持v0=2m/s的速率运行。现把一质量m=10kg的工件(可看做质点)轻轻放在皮带的底端,经时间t=1.9s,工件被传送到h=1.5m的高处,取g=10m/s2。求:
(1)工件与皮带间的动摩擦因数;
(2)电动机由于传送工件多消耗的电能。
正确答案
解析
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知识点
本题包括3小题,只要求选做2小题。
17.模块3-3试题
(Ⅰ)下列说法正确的是 ( )(填入正确选项前的字母,每选错一个扣2分,最低得分为0分)
A.由于液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离,液体表面存在张力
B.一块0℃的冰逐渐熔化成0℃的水,在这个过程中分子势能和物体的内能都会增加
C.用油膜法测出油分子的直径后,要测定阿伏加德罗常数,只须再知道油的密度即可
D.甲、乙两个分子相距较远。若把甲固定,使乙分子逐渐向甲靠近,直到不能再靠拢为止,在这一过程中先是分子力对乙做正功,然后乙克服分子力做功
E.空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和气压,水蒸发越慢
F.机械能无法全部转化为内能,内能也无法全部用来做功以转化为机械能。
(Ⅱ)如图15所示,装有水银的一个细小U形管与一个巨型密封储气罐A相连,U形管左端封闭有一段空气柱。在气温为27℃时,空气柱长度为,右端水银面比左端低
。当气温降到-23℃时,U形管两边水银高度差减小了
。求:
(1)巨型密封气罐内气体的压强;
(2)U形管左端封闭空气柱的压强。
18.模块3-4试题
(Ⅰ)如图16所示,一小孩站在宽6m的河边,在他正对面的岸边有一距离河面高度为3m的树,树的正下方河底有一块石头,小孩向河面看去,可同时看到树顶和石头两者的像,并发现两个像重合,若小孩的眼睛离河面高为1.5m,河水的折射率为 ,试估算河水深度。
(Ⅱ)一根弹性绳沿x轴方向放置,左端在原点O处,用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为 1s 的简谐运动,于是在绳上形成一简谐波,绳上质点N的平衡位置为x=5m ,振动传播到质点M时的波形如图所示,求:
(1)绳的左端振动后经多长时间传播到质点N;
(2)质点N开始振动时,绳的左端已通过的路程。
19.模块3-5试题
(Ⅰ)铀235在核反应堆中被中子射中后会发生裂变。裂变后产生的碘131、铯137、氙133、氪88等新原子大都具有放射性。其中碘131()放出β射线,是裂变产物中份额比较多的物质,其半衰期约为8天;铯137(
)放出
射线其半衰期约30年。
依据上面信息
(1)请写出碘131()衰变为X原子核后的衰变方程( )
(2)设福岛核泄漏产生的铯137()质量为m,经过60年后还有质量为( )的铯137(
)没有发生衰变。
(Ⅱ)一火箭质量为m,以一定的倾角斜向上发射,到达最高点时速度为v,火箭在最高点爆炸成两块,其中一块沿原轨道返回,质量为m/2 ,求:
(1)另一块爆炸后瞬时速度大小
(2)爆炸后系统增加的机械能
17.模块3-3试题
(Ⅰ)(4分)下列说法正确的是 (填入正确选项前的字母,每选错一个扣2分,最低得分为0分)a.由于液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离,液体表面存在张力B.一块0℃的冰逐渐熔化成0℃的水,在这个过程中分子势能和物体的内能都会增加C.用油膜法测出油分子的直径后,要测定阿伏加德罗常数,只须再知道油的密度即可D.甲、乙两个分子相距较远。若把甲固定,使乙分子逐渐向甲靠近,直到不能再靠拢为止,在这一过程中先是分子力对乙做正功,然后乙克服分子力做功E.空气相对湿度越大时,空气中水蒸气压强越接近饱和气压,水蒸发越慢F.机械能无法全部转化为内能,内能也无法全部用来做功以转化为机械能。
(Ⅱ)如图15所示,装有水银的一个细小U形管与一个巨型密封储气罐A相连,U形管左端封闭有一段空气柱。在气温为27℃时,空气柱长度为60cm,右端水银面比左端低44cm。当气温降到-23℃时,U形管两边水银
高度差减小了4cm 。求:
(1)巨型密封气罐内气体的压强
(2)U形管左端封闭空气柱的压强
模块3-4试题
(Ⅰ)如图16所示,一小孩站在宽6m的河边,在他正对面的岸边有一距离河面高度为3m的树,树的正下方河底有一块石头,小孩向河面看去,可同时看到树顶和石头两者的像,并发现两个像重合,若小孩的眼睛离河面高为1.5m,河水的折射率为
,试估算河水深度。
(Ⅱ)一根弹性绳沿x轴方向放置,左端在原点O处,用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为 1s 的简谐运动,于是在绳上形成一简谐波,绳上质点N的平衡位置为x=5m ,振动传播到质点M时的波形如图所示,求:
(1)绳的左端振动后经多长时间传播到质点N
(2)质点N开始振动时,绳的左端已通过的路程
模块3-5试题
(Ⅰ)(4分)铀235在核反应堆中被中子射中后会发生裂变。裂变后产生的碘131、铯137、氙133、氪88等新原子大都具有放射性。其中碘131()放出β射线,是裂变产物中份额比较多的物质,其半衰期约为8天;铯137(
)放出
射线其半衰期约30年。
依据上面信息
(1)请写出碘131()衰变为X原子核后的衰变方程
(2)设福岛核泄漏产生的铯137()质量为m,经过60年后还有质量为
的铯137()没有发生衰变。
(Ⅱ)(8分)一火箭质量为m,以一定的倾角斜向上发射,到达最高点时速度为v,火箭在最高点爆炸成两块,其中一块沿原轨道返回,质量为 m/2 ,求:
(1)另一块爆炸后瞬时速度大小
(2)爆炸后系统增加的机械能
正确答案
请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答。
33.(1)关于一定量的气体,下列说法正确的是( )(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分.选对3个得5分;每选错I个扣3分,最低得分为0分).
A.气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和
B.只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低
C.在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零
D.气体从外界吸收热量,其内能一定增加
E.气体在等压膨胀过程中温度一定升高。
(2)如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置。玻璃管的下部封有长l1=625px的空气柱,中间有一段长为l2=625px的水银柱,上部空气柱的长度l3=1000px。已知大气压强为P0=1875pxHg。现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓缓往下推,使管下部空气柱长度变为l1’=500px。假设活塞下推过程中没有漏气,求活塞下推的距离。
34. (1)如下图所示是一列简谐横波在t=0时的波形图,此时PQ质点位移相同,若波的传播速度为2 m/s,此时质点P向上振动.下列说法正确的是 ( ) (选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A.质点P的振动周期为0.2s,传播方向向x轴正方向
B.经过任意时间,质点Q和P的振动情况总是相同的
C.经过Δt=0.4 s,质点P向右移动0.8 m
D.经过Δt=0.4 s,质点P通过的路程为0.2 m
E.该波遇到尺寸为0.5m的障碍物时能发生明显衍射现象
(2)半球形介质截面如图所示,O为圆心,相互平行的单色光a和b,从不同位置进入介质,光线a在O点恰好产生全反射.光线b的入射角为45°,求:(1)介质的折射率;(2)光线b在介质中的折射角.
35. (1) 关于原子核的结合能,下列说法正确的是__________(填正确答案标号。选
对I个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能
C. 铯原子核()的结合能小于铅原子核(
)的结合能
D.比结合能越大,原子核越不稳定
E.自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能最大于该原子核的结合能
(2)如图,光滑水平直轨道上有三个质童均为m的物块A、B、C。 B的左
侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质最不计).设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;
当A、 B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设B和C碰撞过
程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹黄分离的过程中,
(i) 整个系统拐失的机械能;
(ii) 弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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