题目内容

【题目】如图甲所示，粗细均匀、横截面积为S的足够长的导热细玻璃管竖直放置，管内质量为m的水银柱密封着一定质量的理想气体，当环境温度为T，大气压强为p0时，理想气体的长度为l0，现保持温度不变将玻璃管缓慢水平放置。重力加速度为g，不计摩擦。求：

①稳定后气柱的长度

②若将环境温度降为T/3，将玻璃管平放于光滑水平桌面上并让其以加速度a向左做匀加速直线运动(如图乙所示)，求稳定后的气柱长度。

【答案】(1) (2)

【解析】①初始时封闭气体的压强

水平放置时封闭气体的压强p2＝p0

由理想气体方程可得：

解得

②当环境温度降为T/3时，有：

其中T1＝T，T2＝T1/3，l2=l

得l3=l/3

当玻璃管向左以加速度做匀加速运动时．有：

（p0－p3）S＝m

p3l4＝p0l3

解得：

练习册系列答案
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【题目】如图所示，水平轨道上有一轻弹簧左端固定，弹簧处于自然状态时，其右端位于P点．现用一质量m=0.1kg的小物块 （可视为质点）将弹簧压缩后释放，物块经过P点时的速度v0=18m/s，经过水平轨道右端Q点后沿半圆轨道的切线进入竖直固定的光滑圆轨道，最后物块经轨道最低点A抛出后落到B点，已知物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15，R=l=1m，A到B的竖直高度h=1.25m，取g=10m/s2．

（1）求物块到达Q点时的速度大小（保留根号）；

（2）求物块经过Q点时圆轨道对物块的压力；

（3）求物块水平抛出的位移大小．

【题目】打井施工时要将一质量可忽略不计的坚硬底座A送到井底，由于A与井壁间摩擦力很大，工程人员采用了如图所示的装置．图中重锤B质量为m，下端连有一劲度系数为k的轻弹簧，工程人员先将B放置在A上，观察到A不动；然后在B上再逐渐叠加压块，当压块质量达到m时，观察到A开始缓慢下沉时移去压块．将B提升至弹簧下端距井口为H0处，自由释放B，A被撞击后下沉的最大距离为h1，以后每次都从距井口H0处自由释放．已知重力加速度为g，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内．

（1）求下沉时A与井壁间的摩擦力大小f和弹簧的最大形变量ΔL；

（2）求撞击下沉时A的加速度大小a和弹簧弹性势能Ep；

（3）若第n次撞击后，底座A恰能到达井底，求井深H．

【题目】如图，质量为4kg的小车静止在光滑水平面上。小车AB段是半径为0.45m的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为2.0m的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为0.95kg的小物块(可视为质点)静止在小车右端。质量为0.05kg的子弹、以100m/s的水平速度从小物块右端射入并留在物块中，已知子弹与小物块的作用时间极短。当小车固定时，小物块恰好运动到A点。不计空气阻力，重力加速度为10m/s2。

(1)求BC段的动摩擦因数和小物块刚刚通过B点时对小车的压力；

(2)若子弹射入前小车不固定，求小物块在AB段上升的最大高度。

【题目】如图所示，竖直放置的1/4圆弧轨道AB与水平轨道BC相切连接。一质量为m的小物体由静止开始从顶端A沿圆弧轨道滑下，最后停止于水平轨道的C处，已知BC=R(R为圆弧轨道半径)，小物体与水平面间的动摩擦因数为μ，现用力F将该小物体从C处缓慢拉回圆弧轨道的顶端A，拉力F的方向始终与小物体的运动方向一致。重力加速度为g，下列说法正确的是

A物体从A点下滑到B点的过程中克服摩擦力做功为mgR(1－μ)

B拉力F做的功等于mgR(1+μ)

C物体先后两次经过B点时对B点的压力大小之比为3︰1

D物体从B点到C点过程中在BC中点的速度大小等于

【题目】质量m1=2kg的物体A沿水平面向质量m2=1kg的静止物体B运动，并发生弹性正碰。碰撞前当它们相距L=4m时，物体A的速度v0=5m/s。它们与地面间的动摩擦因数均为μ=0.2，重力加速度g取10m/s2，A、B均可视为质点。求碰撞后A、B都停止运动时它们之间的距离。

【题目】某同学利用图甲所示的电路，测多用电表内电池的电动势，以及多用电表“×100”挡内部电路的总电阻。使用的器材有：

多用电表

电压表(量程3V,内阻几千欧)

滑动变阻器(最大阻值5kΩ)

导线若干

回答下列问题：

(1)将多用电表挡位调到电阻“×100”挡，再将红表笔和黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，直到指针指在右端的零刻度处。

(2)将图甲中多用电表的红表笔和________(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端。

(3)将滑动变阻器的滑片调到适当的位置，使多用电表的示数和电压表的示数如图乙所示，则测得的电阻是____Ω，电压表的示数是________V。

(4)调节滑动变阻器的滑片，读取多组电阻R和电压U,根据测得的数据，在坐标纸上描绘出图线如图丙所示，图线的斜率和截距分别为k和b,则多用电表内电池的电动势可表示为E=_________,电阻“×100”挡内部电路的总电阻可表示为r=_________(用图线的斜率k和截距b表示)。

【题目】某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块等需要的东西。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

①实验时为了保证滑块（质量为M）受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，实验时除了要满足沙和沙桶的总质量m远远小于滑块的质量M之外，还需要做的是_____________

②在①的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M。往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m。让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1<v2）。则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为_____________________（用题中的字母表示）。

③由于实验原理上的原因，上述数学表达式只能是近似成立，那么，此试验中真正成立的等式为________________________（仍用上述题中的字母表示）。

【题目】如图所示为过山车简易模型，它由光滑水平轨道和竖直面内的光滑圆形轨道组成，Q点为圆形轨道最低点，M点为最高点，圆形轨道半径R＝0.32 m.水平轨道PN右侧的水平地面上，并排放置两块长木板c、d，两木板间相互接触但不粘连，长木板上表面与水平轨道PN平齐，木板c质量m3＝2.2 kg，长L＝4 m，木板d质量m4＝4.4 kg.质量m2＝3.3 kg的小滑块b放置在轨道QN上，另一质量m1＝1.3 kg的小滑块a从P点以水平速度v0向右运动，沿圆形轨道运动一周后进入水平轨道与小滑块b发生碰撞，碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失.碰后a沿原路返回到M点时，对轨道压力恰好为0.已知小滑块b与两块长木板间动摩擦因数均为μ0＝0.16，重力加速度g＝10 m/s2.

(1)求小滑块a与小滑块b碰撞后，a和b的速度大小v1和v2；

(2)若碰后滑块b在木板c、d上滑动时，木板c、d均静止不动，c、d与地面间的动摩擦因数μ至少多大？(木板c、d与地面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

(3)若不计木板c、d与地面间的摩擦，碰后滑块b最终恰好没有离开木板d，求滑块b在木板c上滑行的时间及木板d的长度.

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