【題目】在長期的科學(xué)實踐中,人類已經(jīng)建立起各種形式的能量概念及其量度的方法,其中一種能量是勢能。勢能是由于各物體間存在相互作用而具有的、由各物體間相對位置決定的能。如重力勢能、彈性勢能、分子勢能、電勢能等。
(1)如圖1所示,內(nèi)壁光滑、半徑為R的半圓形碗固定在水平面上,將一個質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)放在碗底的中心位置C處。現(xiàn)給小球一個水平初速度v0(),使小球在碗中一定范圍內(nèi)來回運動。已知重力加速度為g。
a. 若以AB為零勢能參考平面,寫出小球在最低位置C處的機(jī)械能E的表達(dá)式;
b. 求小球能到達(dá)的最大高度h;說明小球在碗中的運動范圍,并在圖1中標(biāo)出。
(2)如圖2所示,a、b為某種物質(zhì)的兩個分子,以a為原點,沿兩分子連線建立x軸。如果選取兩個分子相距無窮遠(yuǎn)時的勢能為零,則作出的兩個分子之間的勢能Ep與它們之間距離x的Ep-x關(guān)系圖線如圖3所示。
a.假設(shè)分子a固定不動,分子b只在ab間分子力的作用下運動(在x軸上)。當(dāng)兩分子間距離為r0時,b分子的動能為Ek0(Ek0 < Ep0)。求a、b分子間的最大勢能Epm;并利用圖3,結(jié)合畫圖說明分子b在x軸上的運動范圍;
b.若某固體由大量這種分子組成,當(dāng)溫度升高時,物體體積膨脹。試結(jié)合圖3所示的Ep-x關(guān)系圖線,分析說明這種物體受熱后體積膨脹的原因。
【答案】(1)a b.
(2)a. b.見解析
【解析】(1)a.小球的機(jī)械能
b.以水平面為零勢能參考平面
根據(jù)機(jī)械能守恒定律
解得
小球在碗中的M與N之間來回運動,M與N等高,如圖所示。
(2)a.當(dāng)b分子速度為零時,此時兩分子間勢能最大根據(jù)能量守恒,有Epm =Ek0-Ep0
由Ep-x圖線可知,當(dāng)兩分子間勢能為Epm時,b分子對應(yīng)x1 和 x2兩個位置坐標(biāo),b分子的活動范圍△x = x2 - x1,如圖所示。
b.當(dāng)物體溫度升高時,分子在x=r0處的平均動能增大,分子的活動范圍△x將增大。
由Ep-x圖線可以看出,曲線兩邊不對稱,x < r0時曲線較陡,x > r0時曲線較緩,導(dǎo)致分子的活動范圍△x主要向x >r0方向偏移,即分子運動過程中的中間位置向右偏移,從宏觀看物體的體積膨脹。(或:當(dāng)溫度升高時,△x增大,x >r0方向增大的多;或兩分子間的平均距離(x1+x2 )/2增大等。只要觀點合理均可給分)
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【題目】物體在水平方向上受到兩個相互垂直大小分別為3 N和4 N的恒力作用,從靜止開始運動10 m,每個力做的功和這兩個力的合力做的總功分別為
A. 30 J、40 J、70 J
B. 30 J、40 J、50 J
C. 18 J、32 J、50 J
D. 18 J、32 J、36.7 J
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【題目】為了測量兩張紙之間的動摩擦因數(shù),某同學(xué)設(shè)計了一個實驗:如圖所示,在木塊A和木板B上貼上待測的紙,將木板B固定在水平桌面上,沙桶通過細(xì)線與木塊A相連。
(1)調(diào)節(jié)沙桶中沙的多少,使木塊A勻速向左運動.測出沙桶和沙的總質(zhì)量m,以及貼紙木塊A的質(zhì)量M,則兩紙間的動摩擦因數(shù)= ;
(2)在實際操作中,發(fā)現(xiàn)要保證木塊A做勻速運動較困難,有同學(xué)對該實驗進(jìn)行了改進(jìn):實驗裝置如圖乙所示,木塊A的右端接在力傳感器上(傳感器與計算機(jī)相連接,從計算機(jī)上可讀出對木塊的拉力),使木板B向左運動時,木塊A能夠保持續(xù)靜止。若木板B向左勻速拉動時,傳感器的讀數(shù)為F1,則兩紙間的動摩擦因數(shù)= ;當(dāng)木板B向左加速運動時,傳感器的讀數(shù)F2 F1(填“>”、“=”或“<”)。
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【題目】關(guān)于速度和加速度,下列說法中正確的是( 。
A. 速度方向改變,加速度方向一定改變
B. 加速度大的物體運動得快
C. 加速度減小時速度也一定減小
D. 加速度不為零時,速度一定會改變
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【題目】通電霧化玻璃是將液晶膜固化在兩片玻璃之間,經(jīng)過特殊工藝膠合一體成型的新型光電玻璃產(chǎn)品,被廣泛應(yīng)用于高檔辦公室、計算機(jī)機(jī)房、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、商業(yè)展示等領(lǐng)域,能夠?qū)崿F(xiàn)玻璃的通透性和保護(hù)隱私的雙重要求。我們將其工作原理簡化為如圖所示的模型,在自然條件下,液晶層中的液晶分子無規(guī)則排列,玻璃呈乳白色,即不透明,像一塊毛玻璃;通電以后,彌散分布的液晶分子迅速從無規(guī)則排列變?yōu)橛幸?guī)則排列,整個液晶層相當(dāng)于一塊普通的透明玻璃。結(jié)合以上內(nèi)容和你所學(xué)知識,關(guān)于通電霧化玻璃,你認(rèn)為下列敘述中比較合理的是
A. 不通電時,入射光在液晶層發(fā)生了全反射,導(dǎo)致光線無法通過
B. 不通電時,入射光在液晶層發(fā)生了干涉,導(dǎo)致光線無法通過
C. 通電時,入射光在通過液晶層后方向發(fā)生了改變
D. 通電時,入射光在通過液晶層后按原有方向傳播
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【題目】如圖甲所示的電路中,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5:1,原線圈接入圖乙所示的電壓,副線圈接火災(zāi)報警系統(tǒng) (報警器未畫出),電壓表和電流表均為理想電表,R0為定值電阻,R為半導(dǎo)體熱敏電阻,其阻值隨溫度的升高而減。铝姓f法中正確的是( 。
A. 圖乙中電壓的有效值為110V
B. 電壓表的示數(shù)為44V
C. R處出現(xiàn)火警時電流表示數(shù)增大
D. R處出現(xiàn)火警時電阻R0消耗的電功率增大
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【題目】下列說法中正確的有( )
A. 只要閉合電路內(nèi)有磁通量,閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生
B. 穿過螺線管的磁通量發(fā)生變化時,螺線管內(nèi)部就一定有感應(yīng)電流產(chǎn)生
C. 線框不閉合時,若穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中沒有感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢
D. 線框不閉合時,若穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中沒有感應(yīng)電流,但有感應(yīng)電動勢
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【題目】橡皮筋也像彈簧一樣,在彈性限度內(nèi),伸長量x與彈力F成正比,即F=kx,k的值與橡皮筋未受到拉力時的長度L、橫截面積S有關(guān),理論與實踐都表明,其中Y是一個由材料決定的常數(shù),材料力學(xué)上稱之為楊氏模量.
(1).在國際單位制中,楊氏模量Y的單位應(yīng)該是________
A.N B.m C.N/m D.Pa
(2).有一段橫截面是圓形的橡皮筋,應(yīng)用如圖所示的實驗裝置可以測量出它的楊氏模量Y的值.首先利用刻度尺測得橡皮筋的長度L=20.00cm,利用測量工具a測得橡皮筋未受到拉力時的直徑D=4.000mm,那么測量工具a應(yīng)該是________
(3).做出橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的圖像,由圖象可求得該橡皮筋的勁度系數(shù)k=________N/m
(4).這種橡皮筋的Y值等于________(Y的數(shù)值保留一位有效數(shù)字)
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【題目】某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實驗如右圖,圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行,這時,橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條……完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次……實驗時,使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致.每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出.
(1)除了圖中已有的實驗器材外,還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和________電源(填“交流”或“直流”).
(2)實驗中,小車會受到摩擦阻力的作用,可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡掉摩擦阻力,則下面操作正確的是______.
A.放開小車,能夠自由下滑即可
B.放開小車,能夠勻速下滑即可
C.放開拖著紙帶的小車,能夠自由下滑即可
D.放開拖著紙帶的小車,能夠勻速下滑即可
(3)若木板水平放置,小車在兩條橡皮筋作用下運動,當(dāng)小車速度最大時,關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置,下列說法正確的是________.
A.橡皮筋處于原長狀態(tài)
B.橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
C.小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處
D.小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線
(4)在正確操作情況下,打在紙帶上的點并不都是均勻的,為了測量小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的________部分進(jìn)行測量(根據(jù)下面所示的紙帶回答).
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