高三物理解答题中等难度题
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(16分)如图所示,固定在水平地面上的横截面为“”形的光滑长直导轨槽,槽口向上(图为俯视图,图中两组平行双直线表示“”形槽的两侧壁).槽内放置一个滑块,滑块的左半部是半径为R的半圆柱形光滑凹槽,滑块的宽度为2R,恰与“”形槽的两内侧壁的间距相等,滑块可在槽内沿槽壁自由滑动.现有一金属小球(可视为质点)以水平初速度v0沿槽的一侧壁 冲向滑块,从滑块的半圆形槽口边缘进入滑块凹槽.已知金属小球的质量为m,滑块的质量为3m,整个运动过程中无机械能损失.求:
(1)当金属小球滑离滑块时,金属小球和滑块的速度各是多大;
(2)当金属小球经过滑块上的半圆柱形槽的最右端A点时,金属小球的对地速率.
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如图所示是固定在水平地面上的横截面为“”形的光滑长直导轨槽,槽口向上(图为俯视图)。槽内放置一个木质滑块,滑块的左半部是半径为R的半圆柱形光滑凹槽,木质滑块的宽度为2R,比“”形槽的宽度略小。现有半径r(r<<R)的金属小球以水平初速度v0=4m/s冲向滑块,从滑块的一侧半圆形槽口边缘进入。已知金属小球的质量为m=1kg,木质滑块的质量为M=3kg,整个运动过程中无机械能损失。求:
(1)当金属小球滑离木质滑块时,金属小球的速度和木质滑块的速度各是多大;
(2)当金属小球经过木质滑块上的半圆柱形槽的最右端A点时,金属小球的对地速度大小。
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如图所示是固定在水平地面上的横截面为“”形的光滑长直导轨槽,槽口向上(图为俯视图)。槽内放置一个木质滑块,滑块的左半部是半径为R的半圆柱形光滑凹槽,木质滑块的宽度为2R,比“”形槽的宽度略小。现有半径r(r<<R)的金属小球以水平初速度v0=4m/s冲向滑块,从滑块的一侧半圆形槽口边缘进入。已知金属小球的质量为m=1kg,木质滑块的质量为M=3kg,整个运动过程中无机械能损失。求:
(1)当金属小球滑离木质滑块时,金属小球的速度和木质滑块的速度各是多大;
(2)当金属小球经过木质滑块上的半圆柱形槽的最右端A点时,金属小球的对地速度大小。
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如图所示,导热性能良好的汽缸分为上下两部分,上半部分的横截面积为3S,下半部分的横截积为S.重力不计的活塞与汽缸内壁没有摩擦,汽缸下半部分的长度为L,活骞到汽缸底部的距离为2L,汽缸封闭的气体为理想气体,环境温度为,大气压强为,重力加速度为g.
①保持环境温度不变,在活塞上放一个重物图中未画出),活塞下降,最终稳定在距离汽缸底部1.5L的位置,则重物质量为多少?
②重物放在活塞上不动,缓慢升高环境温度,活塞可到原来位置时,环境温度为多少?活塞内封闭的气体吸收的热量为Q,汽缸内气体的内能增加了多少?
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如图所示,导热性能良好的汽缸分为上下两部分,上半部分的横截面积为3S,下半部分的横截积为S.重力不计的活塞与汽缸内壁没有摩擦,汽缸下半部分的长度为L,活骞到汽缸底部的距离为2L,汽缸封闭的气体为理想气体,环境温度为,大气压强为,重力加速度为g.
①保持环境温度不变,在活塞上放一个重物图中未画出),活塞下降,最终稳定在距离汽缸底部1.5L的位置,则重物质量为多少?
②重物放在活塞上不动,缓慢升高环境温度,活塞可到原来位置时,环境温度为多少?活塞内封闭的气体吸收的热量为Q,汽缸内气体的内能增加了多少?
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如图所示,一透明玻璃砖横截面的上半部分是半径为R的半圆,下半部分是边长为2R的正方形,在玻璃砖的左侧距离为R处,有一和玻璃砖侧面平行的足够大的光屏。一束单色光沿图示方向从光屏上的P点射出,从M点射入玻璃砖,恰好经过半圆部分的圆心O,且∠MOA=45°,已知玻璃砖对该单色光的折射率n=,光在真空中的传播速度为c。
①求该单色光在玻璃砖中发生全反射的临界角的正弦值。
②从M点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖,求该单色光在玻璃砖内传播的时间。
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