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(11分)如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块A,B,C,质量分别为...

(11分)如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块A,B,C,质量分别为mA=1kg,mB=1kg,mC=2kg,其中B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态;A和B之间有少许塑胶炸药,A的左边有一个弹性挡板(小木块和弹性挡板碰撞过程没有能量损失)。现在引爆塑胶炸药,若炸药爆炸产生的能量有E=9J转化为A和B沿轨道方向的动能,A和B分开后,A恰好在BC之间的弹簧第一次恢复到原长时追上B,并且在碰撞后和B粘到一起。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

求:

(1)在A追上B之前弹簧弹性势能的最大值;

(2)A与B相碰以后弹簧弹性势能的最大值。

 

(1)EP1=3J  (2)EP2=0.5J 【解析】(1)塑胶炸药爆炸瞬间取A和B为研究对象,假设爆炸后瞬间AB的速度大小分别为vA、vB,取向右为正方向        由动量守恒:-mAvA+mBmB=0                                                ………………1分        爆炸产生的热量由9J转化为AB的动能: …………1分        带入数据解得:vA=vB=3m/s                                                            由于A在炸药爆炸后再次追上B的时候弹簧恰好第一次恢复到原长,则在A追上B之前弹簧已经有一次被压缩到最短,(即弹性势能最大)爆炸后取BC和弹簧为研究系统,当弹簧第一次被压缩到最短时BC达到共速vBC,此时弹簧的弹性势能最大,设为Ep1        由动量守恒:mBvB=(mB+mC)vBC                                          ………………1分        由能量定恒定定律:            ………………1分        带入数据得:EP1=3J                                                                ………………1分        (2)设BC之间的弹簧第一次恢复到原长时B、C的速度大小分别为vB1和vC1,则由动量守恒和能量守恒:        mBvB=mBvB1+mCvC1                                                                  ………………1分                                                        ………………1分        带入数据解得:vB1=-1m/s  vC1=2m/s                                        (vB1=3m/s  vC1=0m/s 不合题意,舍去。)        A爆炸后先向左匀速运动,与弹性挡板碰撞以后速度大小不变,反向弹回。当A追上B, 发生碰撞瞬间达到共速vAB        由动量守恒:mAvA+mBvB1=(mA+mB)vAB                                                            ………………1分        解得:vAB=1m/s                                                                             当ABC三者达到共同速度vABC时,弹簧的弹性势能最大为EP2        由动量守恒:(mA+mB)v­AB+mCvC1=(mA+mB+mC)vABC                   ………………1分        由能量守恒:…1分        带入数据得:EP2=0.5J                                                             ………………1分
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(9分)如图所示,有一玻璃管长L=100cm,内有一段水银柱h=20cm,封闭着长a=50cm长的空气柱,此时温度t1=27oC,大气压恒为p0=76cmHg,

6ec8aac122bd4f6e

求:

(1)求当对气体加热使水银柱升到与管口平齐时,气体温度为多少?

(2)求空气柱温度至少多大时,可使管中水银全部溢出? 

 

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(8分)下列是《驾驶员守则》中的安全距离图示和部分安全距离表格.

车速v(km/h)

反应距离s(m)

刹车距离x(m)

停车距离L(m)

40

10

10

20

60

15

22.5

37.5

80

A=(  )

B=(  )

C=(  )

请根据该图表计算:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)如果驾驶员的反应时间一定,请在表格中填上A的数据;

(2)如果路面情况相同,请在表格中填上B、C的数据;

(3)如果路面情况相同,一名喝了酒的驾驶员发现前面50 m处有一队学生正在横过马路,此时他的车速为72 km/h,而他的反应时间比正常时慢了0.1 s,请问他能在50 m内停下来吗?

 

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(6分)太阳中含有大量的氘核,因氘核不断发生核反应释放大量的核能,以光和热的形式向外辐射.已知氘核质量为2.013 6 u,氦核质量为3.015 0 u,中子质量为1.008 7 u,1 u的质量相当于931.5 MeV的能量则:

(1)求核反应中释放的核能.

(2)在两氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞,并且核能全部转化为机械能的情况下,求反应中产生的中子和氦核的动能.

 

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把一端封闭的粗细均匀的玻璃管放在倾角为300的斜面上,开始时让玻璃管不动,管中有一段16cm长的水银柱将长为20cm长的空气封入管内,如果让玻璃管在斜面上加速下滑,如图所示。已知玻璃管与斜面间的动摩擦因数μ=6ec8aac122bd4f6e,外界大气压强为76cmHg,

说明: 6ec8aac122bd4f6e

求玻璃管沿斜面匀加速下滑时,封闭的气柱长度为       cm,设斜面足够长,能保证玻璃管稳定匀加速下滑。

 

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在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,所用的油酸酒精溶液的浓度为a,测量中,某位同学测得如下数据:测得体积为V的油酸酒精溶液共有N滴;油滴面积为S,则:

(1)用以上物理量的符号表示计算分子直径大小的公式为:d=________.

(2)该同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较,发现自己所测数据偏大,则对出现这种结果的原因,下列说法中可能正确的是________.

A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算

B.计算油膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理

C.计算油膜面积时,只数了完整的方格数

D.水面上痱子粉撒得较多,油膜没有充分展开

 

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