题目内容

【题目】如图所示，右端开口，左端封闭的粗细均匀的U形薄壁玻璃管竖直放置，用h=8cm长的一段水银柱封闭长为l=30cm的空气柱，现将开口端接上抽气机，使开口端的气体压强缓慢降至P=26cmHg，并封闭开口端。已知大气压为P0=76cmHg，设环境温度不变。求：

①左管内空气柱的长度。

②将U形管上端垂直纸面向里缓慢水平放置稳定后右管中空气柱的长度。(结果保留3位有效数字)

【答案】(1)60cm（2）35.6cm

【解析】（1）左管内气体发生等温变化，设管的横截面积为S，汞柱全部位于水平管部分，则：

解得l1≈78.5cm>(L+d)=60cm，表明汞柱全部位于右管内，此时左管内气体的压强为p1=p+h=34cmHg；

由可得l1=60cm

（2）U型管水平放置后，水银柱的重力对左管内气体压强减为0，右管内气体被压缩至稳定，设此时左右管内气体的压强和长度分别为p2、l2、p3、l3，U型管由竖直放置到水平放置，左管内气体：

右管内气体：

其中p2=p3；l2+l3+h=2L+d，

解得l3≈35.6cm

练习册系列答案
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【题目】如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧套在固定于地面的竖直杆上。弹簧上端与轻弹簧薄片P相连，P与杆之间涂有一层能调节阻力的智能材料。在P上方H处将另一质量为m的光滑圆环Q由静止释放，Q接触P后一起做匀减速运动，下移距离为时速度减为0。忽略空气阻力，重力加速度为g。求：

（1）Q做减速运动时加速度的大小；

（2）Q从开始运动到速度减为零所用的时间；

（3）Q下移距离d（）时，智能材料对P阻力的大小。

【题目】如图，一质量为M、带有挂钩的小球套在倾角为 的细杆上，恰能沿杆匀速下滑。若下滑过程中小球所受杆的作用力大小为F，且小球所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（ ）

A. 仅增大θ(θ<90°)，小球被释放后仍能沿杆匀速下滑

B. 仅增大θ(θ<90°)，小球被释放后所受杆的作用力小于F

C. θ不变，仅在挂钩上再挂一个物体，小球被释放后将沿杆加速下滑

D. θ不变，仅在挂钩上再挂一个物体，小球被释放后所受杆的作用力仍等于F

【题目】氢弹是利用氢的同位素氘、氚等轻原子核聚变反应瞬时释放出巨大能量的核武器，又称聚变弹。聚变反应方程为H+H→He+x+17.6MeV。已知氘核、氚核的比结合能分别是1.09MeV、2.78MeV，lu=931Mev/c2，下列表述正确的是（ ）

A. x是质子

B. 聚变反应中质量亏损约为0.0189u

C. 氘核比氚核更稳定

D. 氦原子核的结合能为28.12Me

【题目】如图所示，倾角为 的足够长光滑、固定斜面的底端有一垂直斜面的挡板，A、B两物体质量均为m，通过劲度系数为k的轻质弹簧相连放在斜面上，开始时两者都处于静止状态，现对A施加一沿斜面向上的恒力F=2 μmgsinθ(g为重力加速度)，经过作用时间t，B刚好离开挡板，若不计空气阻力，求：

(1)刚施加力F的瞬间，A的加速度大小；

(2)B刚离开挡板时，A的速度大小；

(3)在时间!内，弹簧的弹力对A的冲量IA。

【题目】一传送带装置如下图所示，其中AB段是水平的，长度LAB＝4m，BC段是倾斜的，长度lBC＝5 m，倾角为θ＝37°，AB和BC在B点通过一段极短的圆弧连接（图中未画出圆弧），传送带以v＝4 m/s的恒定速率顺时针运转．已知工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 m/s2．现将一个工件（可以看作质点）无初速度地放在A点，求：

（1）工件第一次到达B点所用的时间：

（2）工件沿传送带上升的最大位移；

（3）工件运动了23 s时所在的位置

【题目】电荷的定向移动形成电流，电流是物理量中的基本量之一。电流载体称为载流子，大自然有很多种承载电荷的载流子，例如，金属导体内可自由移动的电子、电解液内的离子、等离子体内的正负离子，半导体中的空穴，这些载流子的定向移动，都可形成电流。

（1）电子绕氢原子核做圆周运动时，可等效为环形电流，已知静电力常量为k，电子的电荷量为e，质量为m，电子在半径为r的轨道上做圆周运动。试计算电子绕氢原子核在该轨道上做圆周运动形成的等效电流大小；

（2）如图，AD表示一段粗细均匀的一段导体，两端加一定的电压，导体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为v，设导体的横截面积为s，导体每单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷所带的电荷量为e．试证明导体中电流强度I=nesv；

（3）有一圆柱形的纯净半导体硅，其横截面积为2.5cm2，通有电流2mA时，其内自由电子定向移动的平均速率为7.5×10-5m/s，空穴定向移动的平均速率为2.5×10-5m/s。已知硅的密度2.4×103kg/m3，摩尔质量是28。电子的电荷量e=－1.6×10-19C，空穴和电子总是成对出现，它们所带电荷量相等，但电性相反，阿伏伽德罗常数为N0=6.02×1023mol-1。若一个硅原子至多只释放一个自由电子，试估算此半导体材料平均多少个硅原子才有一个硅原子释放出自由电子？

【题目】下列有关说法正确的是（ ）

A. 铀核发生衰变时，释放出粒子和一定的能量，目前核电站利用的就是这一自发释放的能量

B. 如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光一定不能发生光电效应

C. 氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会吸收一定频率的光子

D. 机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性

【题目】某同学看到法治节目中报道有人用弹弓射击野生保护动物，他对此行为表示强烈造责，为了教育其他同学不要玩弹弓，他想用学过的物理知识来实际测量它的威力。于是他准备了一个节目中类似的弹弓（如图甲），它每侧固定有两根完全相同的橡胶管。金属弹珠质量为10g，直径为10mm.

（1）他首先猜想橡胶管拉伸过程中弹力与形变量的关系满足胡克定律，为了验证猜想进行了实验。由于实验室的传感器量程较小，于是他取其中一根橡胶管进行实验，通过传感器拉动橡皮管，记下它每一次的长度L及对应的拉力F大小，并在坐标纸画出图乙所示的图像.

为了便于研究，他在老师的启发下将原图像拟合成如图丙所示，请你根据图像，计算出该单根橡胶管的原长L0=__________，劲度系数k=__________.

（2)同学查阅资料发现，当弹丸发射后的比动能（动能与最大横截面积的比值）超过1.8J/cm2就可被认定为枪支，并且满足胡克定律的物体在弹性限度内其弹性势能E与形变量x的关系式可表示为E=kx2.在一次测试中弹弓每侧的橡皮管组拉至49cm长.请你估算弹珠离开弹弓时的比动能____________________（π取3，结果保留两位有效数字）

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