【题目】内壁光滑上小下大的圆柱形薄壁气缸竖直放置,上下气缸的横截面积分别为S1=40cm2、S2=80cm2,上下气缸的高度分别为h=80cm、H=100cm。质量不计的薄活塞将0.5mol氢气(H2的摩尔质量为2g/mol)封闭在气缸内,活塞静止在管口,如图所示。已知氢气的定容比热容CW为,定容比热容CW是指单位质量的气体在容积不变的条件下,温度升高或降低1K所吸收或放出的热量。保持缸内气体温度为35不变,用竖直外力缓慢向下推活塞,当活塞恰推至上气缸底部时,外力大小为F,热力学温度与摄氏温度的关系为T=(t+273)K,外界大气压强p0=1.0×105Pa,g取10m/s2,求:
(1)F的大小;
(2)随后再逐渐减小竖直外力的同时改变缸内气体温度,使活塞位置保持不变,直至外力恰为0。这一过程中气体内能的变化量为多少?
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【题目】曲柄连杆结构是发动机实现工作循环,完成能量转换的主要运动零件如图所示,连杆下端连接活塞Q,上端连接曲轴P。在工作过程中,活塞在气缸内上下做直线运动,带动曲轴绕圆心O旋转,若P做线速度大小为v0的匀速圆周运动,则下列说法正确的是
A. 当OP与OQ垂直时,活塞运动的速度等于v0
B. 当OP与OQ垂直时,活塞运动的速度大于v0
C. 当OPQ在同一直线时,活塞运动的速度等于v0
D. 当OPQ在同一直线时,活塞运动的速度大于v0
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【题目】如图所示,半圆槽光滑、绝缘、固定,圆心是O,最低点是P,直径MN水平,a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷),b固定在M点,a从N点静止释放,沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零.则小球a
A.从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小
B.从N到P的过程中,速率先增大后减小
C.从P到Q的过程中,动能减少量小于电势能增加量
D.从N到Q的过程中,电势能一直增加
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【题目】如图所示,两个金属轮,可绕通过各自中心并与轮面垂直的固定的光滑金属细轴O1、O2转动,O1、O2相互平行,水平放置。每个金属轮由四根金属辐条和金属环组成,轮的每根辐条长为、每根的电阻为轮的每根辐条长为、每根的电阻为,连接辐条的金属环的宽度与电阻都可以忽略。半径为的木质绝缘圆盘D与同轴且粘在一起。一轻细绳的一端固定在D边缘上的某点,绳在D上绕足够匝数后,悬挂一质量为m的重物P。当P下落时,通过细绳带动D和绕轴转动。转动过程中,保持接触,无相对滑动;两轮与各自细轴之间保持良好的电接触;两细轴通过导线与一阻值为的电阻相连。除R和两轮中辐条的电阻外,其它所有金属的电阻都不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与转轴平行。现将P释放,最终P将匀速下落(题中可视为已知量)。问:
(1)P匀速下落时,轮和轮各自的转动方向如何?(顺时针或者逆时针)两者角速度的大小之比是多少?
(2)点与轮的边缘相比,谁的电势高?点与轮的边缘相比,谁的电势高?
(3)图中如果左边的轮子以角速度旋转,则一根辐条上产生的电动势有多大?(提示:单根辐条可以用它转动过程中扫过磁通量的变化率来计算)
(4)图中如果左边的轮子以角速度旋转,电阻R中的电流多大?(提示:若电源电动势为E、内阻为r,如果有n个这样的电源并联,则等效电源的电动势为任意一个的电动势E,等效电阻为。)
(5)本系统中,最终P将匀速下落时的速度是多大?
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【题目】如图,一理想变压器原副线圈匝数比为4︰1,原线圈两端接入一正弦交流电源;副线圈电路中R为负载电阻,交流电压表和交流电流表都是理想电表,下列结论正确的是
A.若电压表读数为6V,则输入电压的最大值为24V
B.若输入电压不变,副线圈匝数增加到原来的2倍,则电流表的读数减小到原来的一半
C.若输入电压不变,负载电阻的阻值增加到原来的2倍,则输入功率也增加到原来的2倍
D.若保持负载电阻的阻值不变,输入电压增加到原来的2倍,则输出功率增加到原来的4倍
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【题目】如图所示,两条平行的光滑导轨水平放置(不计导轨电阳),两金属棒垂直导轨放置在导轨上,整个装置处于竖在向下的匀强磁场中。现在用水平外力F作用在导体棒B上,使导体棒从静止开始向有做直线运动,经过一段时间,安培力对导体棒A做功为,导体棒B克服安培力做功为,两导体棒中产生的热量为Q,导体棒A获得的动能为,拉力做功为,则下列关系式正确的是
A. B. C. D.
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【题目】如图,在xOy平面直角坐标系中,第一象限有一垂直于xOy平面向里的匀强磁场,第二象限有一平行于x轴向右的匀强电场。一重力可忽略不计的带电粒子,质量为m,带电荷量为q,该粒子从横轴上x=-d处以大小为v0的速度平行于y轴正方向射入匀强电场,从纵轴上y=2d处射出匀强电场。
(1)求电场强度的大小;
(2)已知磁感应强度大小,求带电粒子从x轴射出磁场时的坐标。
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【题目】欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器,是一种将质子加速对撞的高能物理设备,其原理可简化如下:两束横截面积极小,长度为l-0质子束以初速度v0同时从左、右两侧入口射入加速电场,出来后经过相同的一段距离射入垂直纸面的圆形匀强磁场区域并被偏转,最后两质子束发生相碰。已知质子质量为m,电量为e;加速极板AB、A′B′间电压均为U0,且满足eU0=mv02。两磁场磁感应强度相同,半径均为R,圆心O、O′在质子束的入射方向上,其连线与质子入射方向垂直且距离为H=R;整个装置处于真空中,忽略粒子间的相互作用及相对论效应。
(1)试求质子束经过加速电场加速后(未进入磁场)的速度ν和磁场磁感应强度B;
(2)如果某次实验时将磁场O的圆心往上移了,其余条件均不变,质子束能在OO′ 连线的某位置相碰,求质子束原来的长度l0应该满足的条件。
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【题目】如图1所示,匀强磁场的磁感应强度B为0.5T,其方向垂直于倾角θ为37°的斜面向上,绝缘斜面上固定有∧形状的光滑金属导轨MPN(电阻忽略不计),MP和NP长度均为2.5m,MN连线水平,长为3m。以MN中点O为原点、OP为x轴建立一维坐标系Ox。一根粗细均匀的金属杆CD,长度d为3m、质量m为1kg、单位长度的电阻r为0.1Ω/m,在拉力F的作用下,从MN处以恒定的速度v=1m/s,在导轨上沿x轴正向运动(金属杆始终与x轴垂直并与导轨接触良好),g取10m/s2。(sin37°=0.6,cos37°=0.8),试求:
(1)闭合回路CDP中感应电流的方向;
(2)金属杆CD运动到x=1.0m处时,回路中电流的大小;
(3)金属杆CD从MN处运动到P点过程中拉力F与位置坐标x的关系式,并在图2中画出F﹣x关系图像。
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