在长期的科学实践中,人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法,其中一种能量是势能。势能是由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能。如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等。
(1)如图1所示,内壁光滑、半径为R的半圆形碗固定在水平面上,将一个质量为m的小球(可视为质点)放在碗底的中心位置C处。现给小球一个水平初速度v0(),使小球在碗中一定范围内来回运动。已知重力加速度为g。
a. 若以AB为零势能参考平面,写出小球在最低位置C处的机械能E的表达式;
b. 求小球能到达的最大高度h;说明小球在碗中的运动范围,并在图1中标出。
(2)如图2所示,a、b为某种物质的两个分子,以a为原点,沿两分子连线建立x轴。如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零,则作出的两个分子之间的势能Ep与它们之间距离x的Ep-x关系图线如图3所示。
a.假设分子a固定不动,分子b只在ab间分子力的作用下运动(在x轴上)。当两分子间距离为r0时,b分子的动能为Ek0(Ek0 < Ep0)。求a、b分子间的最大势能Epm;并利用图3,结合画图说明分子b在x轴上的运动范围;
b.若某固体由大量这种分子组成,当温度升高时,物体体积膨胀。试结合图3所示的Ep-x关系图线,分析说明这种物体受热后体积膨胀的原因。
科目:高中物理 来源:2017届湖南省郴州市高三模拟考试理综考物理试卷(解析版) 题型:简答题
某同学家新买了一台双门电冰箱,冷藏室容积107L,冷冻室容积118L,假设室内空气为理想气体。
(1)若室内空气摩尔体积为22.5×10-3m3/mol,阿伏加德罗常量为6.0×1023mol-1,在家中关闭冰箱密封门后,电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子?
(2)若室内温度为27℃,大气压为1×105Pa,关闭冰箱密封门通电工作一段时间后,冷藏室温度降为6℃,冷冻室温度降为-9℃,此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差多大?
(3)冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部,请分析说明这是否违背热力学第二定律。
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科目:高中物理 来源:2017届陕西省西安市高三下学期一模考试物理试卷(解析版) 题型:实验题
某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如右图,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.
(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和________电源(填“交流”或“直流”).
(2)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力,则下面操作正确的是______.
A.放开小车,能够自由下滑即可
B.放开小车,能够匀速下滑即可
C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可
D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可
(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是________.
A.橡皮筋处于原长状态
B.橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车在两个铁钉的连线处
D.小车已过两个铁钉的连线
(4)在正确操作情况下,打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的________部分进行测量(根据下面所示的纸带回答).
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科目:高中物理 来源:2017届江西师范大学附属中学高三3月月考理综物理试卷(解析版) 题型:简答题
如图所示,两足够长且不计其电阻的光滑金属轨道,如图所示放置,间距为d=1m,在左端斜轨道部分高h=1.25m处放置一金属杆a,斜轨道与平直轨道区域以光滑圆弧连接,在平直轨道右端放置另一金属杆b,杆a、b电阻Ra=2Ω、Rb=5Ω,在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场,磁感强度B=2T.现杆b以初速度v0=5m/s开始向左滑动,同时由静止释放杆a,杆a由静止滑到水平轨道的过程中,通过杆b的平均电流为0.3A;从a下滑到水平轨道时开始计时, a、b杆运动速度-时间图象如图所示(以a运动方向为正),其中ma=2kg,mb=1kg,g=10m/s2,求:
(1)杆a在斜轨道上运动的时间;
(2)杆a在水平轨道上运动过程中通过其截面的电量;
(3)在整个运动过程中杆b产生的焦耳热.
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科目:高中物理 来源:2017届江西师范大学附属中学高三3月月考理综物理试卷(解析版) 题型:选择题
如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为5:1,原线圈接入图乙所示的电压,副线圈接火灾报警系统 (报警器未画出),电压表和电流表均为理想电表,R0为定值电阻,R为半导体热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小.下列说法中正确的是( )
A. 图乙中电压的有效值为110V
B. 电压表的示数为44V
C. R处出现火警时电流表示数增大
D. R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
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科目:高中物理 来源:2017届北京市西城区高三4月统一测试理综物理试卷(解析版) 题型:选择题
在探究变压器的两个线圈的电压关系时,某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上,如图所示。线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端,线圈b接小灯泡。他所用的线圈电阻忽略不计。当闭合学生电源的开关时,他发现电源过载(电流过大,超过学生电源允许的最大值)。如果仅从解决电源过载问题的角度考虑,下列采取的措施中,最可能有效的是
A. 增大电源电压
B. 适当增加原线圈a的匝数
C. 换一个电阻更小的灯泡
D. 将线圈a改接在学生电源直流输出端
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科目:高中物理 来源:2017届上海市业等级考调研测试物理试卷(解析版) 题型:简答题
如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨与水平面成α=53°角,导轨宽L=0.8m,导轨间接一阻值为3Ω的电阻R0,导轨电阻忽略不计。在虚线下方区域有一足够大、与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。导体棒a的质量为m=0.01kg、电阻为R=2Ω,垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M处将a由静止释放,它恰能匀速进入磁场区域,设M到磁场边界的距离为s0。(sin53°=0.8,重力加速度g取10m/s2),求:
(1)s0的大小;
(2)调整导体棒a的释放位置,设释放位置到磁场边界的距离为x,分别就x=s0、x>s0和 x< s0三种情况分析、讨论导体棒进入磁场后,通过电阻R的电流变化情况。
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科目:高中物理 来源:2017届上海市业等级考调研测试物理试卷(解析版) 题型:选择题
从宏观上看,气体分子热运动的平均动能取决于气体的( )
A. 压强 B. 温度 C. 体积 D. 密度
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科目:高中物理 来源:2016-2017学年吉林省高一3月月考物理试卷(解析版) 题型:选择题
平抛物体的运动规律可以概括为两点:
(1)水平方向做匀速运动,
(2)竖直方向做自由落体运动.
为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验:如图所示,用小锤打击弹性金属片,A球就水平飞出,同时B球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面,这个实验( )
A.只能说明上述规律中的第(1)条
B.只能说明上述规律中的第(2)条
C.不能说明上述规律中的任何一条
D.能同时说明上述两条规律
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