[物理——选修3–3]
(1) (2016·北京卷)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。
某科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化。
据此材料,以下叙述正确的是
A. PM10表示直径小于或等于1.0×10-6 m的悬浮颗粒物
B. PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力
C. PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动
D. PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大
(2)把一定质量的理想气体用活塞封闭在可导热的气缸内,活塞相对于底部的高度为h,可沿气缸无摩擦地滑动,整体放在冰水混合物中。取一小盒砂子缓慢地倒在活塞的上表面上。砂子倒完时,活塞下降了h/4。再取相同质量的一小盒砂子缓慢地倒在活塞的上表面上。外界的压强和温度始终保持不变,求第二次砂子倒完时活塞距气缸底部的高度是多少?在第二次倒砂子的过程中外界对气体做功145 J,封闭气体吸热还是放热,热量是多少?
如图所示,有一水平传送带以6m/s的速度按顺时针方向匀速转动,传送带右端连着一段光滑水平面BC,紧挨着BC的水平地面DE上放置一个质量M=1kg的木板,木板上表面刚好与BC面等高。现将质量m=1kg的滑块轻轻放到传送带的左端A处,当滑块滑到传送带右端B时刚好与传送带的速度相同,之后滑块又通过光滑水平面BC滑上木板。滑块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.45,滑块与木板间的动摩擦因素μ2=0.2,木板与地面间的动摩擦因素μ3=0.05,g=10m/s2.
求(1)滑块从传送带A端滑到B端,相对传送带滑动的路程;
(2)滑块从传送带A端滑到B端,传送带因传送该滑块多消耗的电能。
(3)设木板受到的最大静摩擦力跟滑动摩擦力相等,则木板至少多长才能使物块不从木板上掉下来。
如图所示,斜面体ABC放在粗糙的水平地面上。小滑块在斜面底端以初速度v0="9.6" m/s沿斜面上滑。斜面倾角,滑块与斜面的动摩擦因数。整个过程斜面体保持静止不动,已知小滑块的质量m="1" kg,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2。试求:
(1)小滑块回到出发点时的速度大小。
(2)定量画出斜面与水平地面之间的摩擦力随时间t变化的图像。
某物理兴趣小组为“验证动能定理”和“测当地的重力加速度”,采用了如图甲所示的装置,其中m1=50 g、m2=150 g。开始时保持装置静止,然后释放物块m2,m2可以带动m1拖着纸带打出一系列的点,对纸带上的点进行测量,只要证明(m2-m1)gh=(m1+m2)v2,即可验证动能定理,同时也可测出重力加速度的数值,其中h为m2的下落高度,v是对应时刻m1、m2的速度大小。某次实验打出的纸带如图乙所示,0是打下的第一个点,两相邻点间还有4个点没有标出,交流电频率为50 Hz。
(以下计算结果均保留三位有效数字)
(1)系统的加速度大小为_______m/s2,在打点0~5的过程中,系统动能的增量△Ek=________J。
(2)某同学作出的-h图象如图丙所示,若忽略一切阻力的情况下,则当地的重力加速度g=_________m/s2。
(2016·江苏卷)某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律.一根细线系住钢球,悬挂在铁架台上,钢球静止于A点,光电门固定在A的正下方.在钢球底部竖直地粘住一片宽带为d的遮光条.将钢球拉至不同位置由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出,取作为钢球经过A点时的速度.记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t,计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能变化大小ΔEp与动能变化大小ΔEk,就能验证机械能是否守恒.
(1)用ΔEp=mgh计算钢球重力势能变化的大小,式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到______之间的竖直距离.
(A)钢球在A点时的顶端
(B)钢球在A点时的球心
(C)钢球在A点时的底端
(2)用ΔEk=计算钢球动能变化的大小,用刻度尺测量遮光条宽度,示数如图所示,其读数为____cm.某次测量中,计时器的示数为0.0100 s,则钢球的速度为v=____m/s.
(3)下表为该同学的实验结果:
他发现表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异,认为这是由于空气阻力造成的.你是否同意他的观点?请说明理由.
(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议_______.
(2016·全国新课标Ⅱ卷)如图,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点。已知M、N两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,且∠ONM<∠OMN<。在小球从M点运动到N点的过程中
A. 弹力对小球先做正功后做负功
B. 有两个时刻小球的加速度等于重力加速度
C. 弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零
D. 小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差