【題目】在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強大于氣泡表面外側(cè)水的壓強,兩壓強差△p與氣泡半徑r之間的關(guān)系為△p=,其中σ=0.070N/m,F(xiàn)讓水下10m處一半徑為0.50cm的氣泡緩慢上升。已知大氣壓強p0=1.0×105Pa,水的密度p=1.0×103kg/m3,重力加速度大小g=10m/s2。
(i)求在水下10m處氣泡內(nèi)外的強差;
(ⅱ)忽略水溫隨水深的變化,在氣泡上升到十分接近水面時,求氣泡的半徑與其原來半徑之比的近似值。
【答案】(i)28Pa(ⅱ)1.3
【解析】試題分析:(i)當(dāng)氣泡在水下h="10" m處時,設(shè)其半徑為r1,氣泡內(nèi)外壓強差為p1,則
p1=①
代入題給數(shù)據(jù)得
p1="28" Pa ②
(ii)設(shè)氣泡在水下10 m處時,氣泡內(nèi)空氣的壓強為p1,氣泡體積為V1;氣泡到達水面附近時,氣泡內(nèi)空氣壓強為p2,內(nèi)外壓強差為p2,其體積為V2,半徑為r2。
氣泡上升過程中溫度不變,根據(jù)玻意耳定律有
p1V1=p2V2③
p1=p0+ρgh+p1④
p2=p0+p2⑤
氣泡體積V1和V2分別為
V1=⑥
V2=⑦
聯(lián)立③④⑤⑥⑦式得
⑧
由②式知,pi<<p0,i=1,2,故可略去⑧式中的pi項。代入題給數(shù)據(jù)得
⑨
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【題目】如圖所示,一端固定在地面上的桿與水平方向夾角為,將一質(zhì)量為M的滑塊套在桿上,滑塊通過輕繩懸掛一質(zhì)量為m的小球,桿與滑塊之間的動摩擦因數(shù)為。先給滑塊一個沿桿方向的初速度,穩(wěn)定后,滑塊和小球一起以共同的加速度沿桿運動,此時繩子與豎直方向的夾角為,且,不計空氣阻力,則滑塊的運動情況是
A. 沿著桿減速下滑 B. 沿著桿減速上滑 C. 沿著桿加速下滑 D. 沿著桿加速上滑
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【題目】根據(jù)閉合電路歐姆定律,用圖甲所示電路可以測定電池的電動勢和內(nèi)阻。圖中R0是定值電阻,通過改變R的阻值,測出R0兩端的對應(yīng)電壓U,對所得的實驗數(shù)據(jù)進行處理,就可以實現(xiàn)測量目的。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在(R+r)坐標(biāo)系中描出坐標(biāo)點,如圖丙所示,已知R0=150 Ω。試完成下列問題。
(1)請根據(jù)原理圖將圖乙中的實物圖連接好。
(2)在圖丙中畫出(R+r)關(guān)系圖線。
(3)圖線的斜率是________ V-1·Ω-1,由此可得電池電動勢E=________ V。
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【題目】如圖所示,煉鋼廠通常用滾筒來傳送軟鋼錠,使具有一定初速度的軟鋼錠通過滾筒滑上平臺。質(zhì)量為M的軟鋼錠長為L,上表面光滑,下表面與平臺間是粗糙的,F(xiàn)以水平向右的初速度滑上平臺,全部滑上平臺時的速度為D。此時,在其右端無初速放上一個質(zhì)量為m的滑塊(視為質(zhì)點)。隨后軟鋼錠滑過2L距離時速度為零,滑塊恰好到達平臺。重力加速度取g,空氣阻力不計。求:
(1)滑塊獲得的最大加速度(不考慮與平臺的撞擊過程)
(2)滑塊放上后,軟鋼錠滑動過程克服阻力做的功
(3)軟鋼錠處于靜止?fàn)顟B(tài)時,滑塊到達平臺的動能
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【題目】物理和數(shù)學(xué)有緊密的聯(lián)系,解決物理問題經(jīng)常要求同學(xué)們要有一定的數(shù)學(xué)功底。如圖所示,一個被x軸與曲線方程y=0.3sinx(m)(x≤0.3m)所圍的空間中存在著垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=0.4T。單匝正方形絕緣金屬線框的邊長是L=0.4m,線框總電阻R=0.2Ω,它的一邊在光滑軌道的x軸上,在拉力F的作用下,線框以v=10m/s的速度水平向右勻速運動。則( )
A. 拉力F的最大值是0.72N
B. 拉力F的最大功率是12.8W.
C. 拉力F要做0.192J功才能把線框拉過磁場區(qū)
D. 拉力F要做0.216J功才能把線框拉過磁場區(qū)
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【題目】如圖所示,細(xì)繩一端固定,另一端系一小球.給小球一個合適的初速度,小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,這樣就構(gòu)成了一個“圓錐擺”.設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為,如果變大,則( )
A. 細(xì)線對小球的拉力變大 B. 小球的向心加速度變大
C. 小球運動的速度增大 D. 小球運動的周期增大
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【題目】如圖所示為一皮帶傳動裝置,右輪的半徑為r,a是它邊緣上的一點,左側(cè)是一輪軸,大輪半徑為4r,小輪半徑為2r,b點在小輪上,到小輪中心距離為r,c點和d點分別位于小輪和大輪的邊緣上,若在傳動過程中,皮帶不打滑,則( )
A.a點與c點線速度大小相等
B.a點與d點角速度大小相等
C.a點與b點向心加速度大小相等
D.四點中,向心加速度最大的是b點
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【題目】水平放置足夠長的光滑平行導(dǎo)軌,電阻不計,間距為L,左端連接的電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,質(zhì)量為m的金屬桿垂直靜放在導(dǎo)軌上,金屬桿處于導(dǎo)軌間的部分電阻為R。整個裝置處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中,閉合開關(guān),金屬桿沿導(dǎo)軌做變加速運動直至達到最大速度,則下列說法正確的是
A. 金屬桿的最大速度大小為
B. 此過程中通過金屬桿的電量為
C. 此過程中電源提供的電能為
D. 此過程中金屬桿此時的熱量為
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【題目】如圖所示,有兩根和水平方向成α角的光滑平行金屬軌道,上端接有可變電阻R,下端足夠長,空間有垂直于軌道平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,一根質(zhì)量為m的金屬桿(電阻忽略不計)從軌道上由靜止滑下,經(jīng)過足夠長的時間后,金屬桿的速度會趨近于一個最大速度vm,則( )
A. 如果 B 增大,vm將變大
B. 如果 m 變小,vm將變大
C. 如果 R 變小,vm將變大
D. 如果 α 增大,vm將變大
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