题目列表(包括答案和解析)
1.下列说法中正确的是( D )
A.物体在恒力作用下不可能作曲线运动
B.物体在变力作用下一定作曲线运动
C.曲线运动一定是变加速运动
D.曲线运动一定是变速运动
3.(12分)在光滑的水平面上,用一根轻绳系着一个质量为3kg的小球以10m/s的速度绕O点做匀速圆周运动,半径为4m,若运动到A点,突然将绳再放长4m, 绳绷紧后小球转入到另一轨道上做匀速圆周运动。求:
⑴小球从放绳开始到运动到O点另一侧与AO两点共线的B点所用的时间?
⑵在B点绳子所受到的拉力。
解:⑴小球做匀速圆周运动,突然放绳则小球以原有的速度做匀速直线运动到C,在C点处一瞬间8m绳突然拉直,沿绳方向的速度vyP突变为0,而小球将以vx做匀速圆周运动,到达B点,
由几何关系可知:S1=AC=
(1分)
∠AOC=60°=π/3
(2分)
∠BOC=120°=2π/3 (1分)
在C点,由矢量三角形可知:vx=vcos60°=v/2 (1分)
(2分)
(2分)
(2)在B点,则有:
(3分)
备用题
2、008.07-08学年度唐山市重点中学模拟试卷三11.
(13分)如图所示,一个质量为m =2.0×10-11kg,电荷量q = +1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L=20cm,两板间距
cm。求:
(1)微粒进入偏转电场时的速度v0是多大?
(2)若微粒射出偏转电场时的偏转角为θ=30°,并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区,则两金属板间的电压U2是多大?
(3)若该匀强磁场的宽度为
cm,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
解:带电粒子经过三个物理过程,加速场中匀加速直线运动,偏转场中类平抛运动,匀强磁场中匀速圆周运动。在确定圆周运动时要注意临界轨迹和临界半径以及圆心位置的确定。
(1)由动能定理得
(1分)
得v0=1.0×104m/s
(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动,
L=v0t,
,
(2分)
飞出电场时,速度偏转角的正切为
(2分)
解得 U2=100V (1分)
(3)进入磁场时微粒的速度是
(2分)
轨迹如图,由几何关系得,轨道半径
(2分)
由洛伦兹力充当向心力:
得
(2分)
解得B=0.20T (1分)
所以,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少为0.20T。
1、055.08年佛山市高三教学质量检测(二)20.(18分)如图所示,相距2L的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场E1的场强方向竖直向下,PT下方的电场E0的场强方向竖直向上,在电场左边界AB上宽为L的PQ区域内,连续分布着电量为+q、质量为m的粒子。从某时刻起由Q到P点间的带电粒子,依次以相同的初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场E0中,若从Q点射入的粒子,通过PT上的某点R进入匀强电场E1后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图,若MT两点的距离为L/2。不计粒子的重力及它们间的相互作用。试求:
(1)电场强度E0与E1;
(2)在PQ间还有许多水平射入电场的粒子通过电场后也能垂直CD边水平射出,这些入射点到P点的距离有什么规律?
(3)有一边长为a、由光滑绝缘壁围成的正方形容器,在其边界正中央开有一小孔S,将其置于CD右侧,若从Q点射入的粒子经AB、CD间的电场从S孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出(粒子与绝缘壁碰撞时无能量和电量损失),并返回Q点,在容器中现加上一个如图所示的匀强磁场,粒子运动的半径小于a,磁感应强度B的大小还应满足什么条件?
[解析]本题考查力、运动、电场、磁场等知识的综合运用能力。考查逻辑推理能力、综合分析能力、运用数知识解决物理问题能力和探究能力。
(1)(6分)设粒子经PT直线上的点R由E0电场进入E1电场,由Q到R及R到M点的时间分别为t1与t2,到达R时竖直速度为vy,则:
由
及
得:
①
(1分)
② (1分)
③ (1分)
④ (1分)
上述三式联立解得:
,
(1分) 即
(1分)。
(2)(6分)由E1=2E0及③式可得t1=2t2。
因沿PT方向粒子做匀速运动,故P、R两点间的距离是R、T两点间距离的两倍。即粒子在E0电场做类平抛运动在PT方向的位移是在E1电场中的两倍。
设PQ间到P点距离为△y的F处射出的粒子通过电场后也沿水平方向,若粒子第一次达PT直线用时△t,水平位移为△x,则
(1分)
(1分)
粒子在电场E1中可能做类平抛运动后垂直CD边射出电场,也可能做类斜抛运动后返回E0电场,在E0电场中做类平抛运动垂直CD水平射出,或在E0电场中做类斜抛运动再返回E1电场。
若粒子从E1电场垂直CD射出电场,则
(n=0、1、2、3、……)(1分)
解之得:
(n=0、1、2、3、……) (1分)
若粒子从E0电场垂直CD射出电场,则
(k=1、2、3、……)
(1分)
(k=1、2、3、……)(1分)
即PF间的距离为
其中n=0、1、2、3、……,k=1、2、3、……
或
(n=1、2、3、……)
(2分)
解之得:![]()
(n=1、2、3、……) (2分)
即PF间的距离为
(n = 1,2,3,……)
(3)(6分)欲使粒子仍能从S孔处射出,粒子的运动轨迹可能是如图甲、乙所示的两种情况。
对图甲所示的情形,粒子运动的半径为R1,则
(1
分)
又
(1分)
解得:
(1分)
对图乙所示的情形,粒子运动的半径为R2,则
(1分)
又
(1分)
(1分)
综合B1、B2得:![]()
![]()
或
(2分)
又
(2分)
(2分)
(二)(1)
(2)![]()
[解析]
(1)在气球上升至海拔6.50km高空的过程中,气球内氦气经历一等温过程。
根据玻意耳-马略特定律有
①
式中,![]()
是在此等温过程末氦气的体积。由①式得
②
(2)在停止加热较长一段时间后,氦气的温度逐渐从
下降到与外界气体温度相同,即
。这是一等过程 根据盖-吕萨克定律有
③
式中,
是在此等压过程末氦气的体积。由③式得
④
7.吉林省长白县2010届高三质量检测(1)一定量的气体从外界吸收了4.7×105J的热量,同时气体对外做功2.5×105J,则气体的内能增加了___________J.
(2)热力学第二定律有两种表述,一种是克劳修斯表述,另一种叫开尔文表述。请你写出开尔文表述:_________________________________________________
(3)用打气筒给自行车打气,设每打一次可打入压强为一个大气压的空气125cm3。自行车内胎的容积为2.0L,假设胎内原来没有空气,那么打了40次后胎内空气压强为多少?(设打气过程中气体的温度不变)
答案:(1)2.2×105J (3分)
(2)不可能从单一热库(源)吸收热量,使之完全变成功(全部对外做功),而不产生其他影响(不引起其他变化).(3分)
(3)根据玻意耳定律得:p1V1=p2V
p2=
=2.5 大气压 (4分,方程结果各2分.)
(二)一气象探测气球,在充有压强为1.00atm(即76.0cmHg)、温度为27.0℃的氦气时,体积为3.50m3。在上升至海拔6.50km高空的过程中,气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压36.0cmHg,气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热,保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为-48.0℃。求:
(1)氦气在停止加热前的体积;
(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积。
答案:(一)A
[解析]本题考查气体部分的知识.根据压强的定义A正确,B错.气体分子热运动的平均动能减小,说明温度降低,但不能说明压强也一定减小,C错.单位体积的气体分子增加,但温度降低有可能气体的压强减小,D错.
4. 海南省海口市2010届高三调研测试(1)下列说法正确的是
A.布朗运动虽然不是液体分子的运动,但是它可以说明分子在永不停息地做无规则运动
B.只要知道水的摩尔质量和水分子的质量,就可以计算出阿伏伽德罗常数
C.在使两个分子间的距离由很远(r>10-9m)减小到很难再靠近的过程中,分子间作
用力先减小后增大;分子势能不断增大
D.在温度不变的条件下,增大饱和汽的体积,就可减小饱和汽的压强。
E.液晶既有液体的流动性,又具有单晶体的各向异性
F.通过科技创新,我们能够研制出内能全部转化为机械能的热机
(2)如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,活塞上升了h,此时气体的温为T1。已知大气压强为P0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦,求:
① 加热过程中气体的内能增加量。
② 现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当添加砂粒的质量为m0时,活塞恰好回到原来的位置,求此时气体的温度。
答案:(1)A B E
(2)气体对外做功
(2分)
由热力学第一定律得
(1分)
解得
(1分)
(3)设活塞回到原位置时,气体的温度为T2
则初态
(2分)
由气态方程
(1分) 解得
(1分)
5. 江苏省淮阴中学2010届高三摸底考试(1)奥运祥云火炬的燃烧系统由燃气罐(内有液态丙烷)、稳压装置和燃烧器三部分组成,当稳压阀打开以后,燃气以气态形式从气罐里出来,经过稳压阀后进入燃烧室进行燃烧。则以下说法中正确的是 ▲ 。
A.燃气由液态变为气态的过程中要对外做功
B.燃气由液态变为气态的过程中分子的分子势能减少
C.燃气在燃烧室燃烧的过程是熵增加的过程
D.燃气在燃烧后释放在周围环境中的能量很容易被回收再利用
(2)某运动员吸一口气,吸进400cm3的空气,据此估算他所吸进的空气分子的总数为 ▲ 个。已知1mol气体处于标准状态时的体积是22.4L。(结果保留一位有效数字)
(3)如图所示,绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分,S与气缸壁的接触是光滑的。两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b。气体分子之间相互作用可忽略不计.现通过恒定电压为U的电源和阻值为R的电热丝构成回路,对气体a缓慢加热一段时间t后,a、b各自达到新的平衡状态。在此过程中,气体a内能增加量为
,试求气体b的内能增加量。
答案:(1)AC(4分,漏选得2分,多选或错误不得分)
(2)1×1022(4分)
(3)对气体a,设气体克服外力做功的值为W。由于绝热系统,所以,由热力学第一定律:
,得出
。则对气体b来说,由于绝热系统,所以,内能增加量为
(4分)
6.山东省费县一中2010届高三第一次调研测试(一)下列说法正确的是
A.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B.气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均作用力
C.气体分子热运动的平均动能减小,气体的压强一定减小
D.单位体积的气体分子数增加,气体的压强一定增大
3.
河南省豫南九校2010届高三上学期第三次联考如图所示,一个与外界绝热的气缸有一个绝热的活塞,中间有一个固定的导热性良好的隔板,封闭着两部分气体
A 和
B ,活塞处于静止平衡状态,现通过电热丝对
A 气体加热一段时间,后来活塞达到新的静止平衡状态,不计气体分子势能,不计活塞与气缸壁的摩擦,大气压强保持不变,则
( AC )
A.气体 A 吸热,内能增加
B.气体 B 吸热,对外做功,内能不变
C.气体 A 分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数增多
D.气体 B 分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数不变
2. 四川省宜宾市2010届高三摸底测试下列说法中正确的是 ( C )
A.第二类永动机无法制成是因为它违背了热力学第一定律
B.教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动,这种运动是布朗运动
C.地面附近有一正在上升的空气团(视为理想气体),它与外界的热交换忽略不计。已知大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中气团体积增大,温度降低
D.热量只能从高温物体向低温物体传递,不可能由低温物体传给高温物体
1.福建省龙岩二中2010届高三摸底考试一定质量的气体(分子力及分子势能不计)处于平衡状态Ⅰ,现设法使其温度升高同时压强减小,达到平衡状态Ⅱ,则在状态Ⅰ变为状态Ⅱ的过程 ( BD )
A.气体分子的平均动能必定减小
B.单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数减少
C.气体的体积可能不变
D.气体必定吸收热量
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