【答案】(1)弹性碰撞,分析过程见解析;(2)【解析】
4m5qdghm?B?2qd51mghgh;(3)存在,E?。
50qd2【详解】(1)设小球a碰前的速率为va,碰后速率为va?,小球b的速率为vb,a小球与b小球碰撞前:
m1m2① gh??va323a小球与b小球碰撞后:
m11m'2② g?h??va3423a小球与b小球碰撞时,以水平向右为正方向:
mm?va??va?mvb③ 33联立①②③得:
'va?2va?2vb
vb?碰撞前两物体总动能
gh 22mvamgh E1??63碰撞后两物体总动能
'2mva11E2??mv2?mgh
623碰撞前后总动能守恒,所以a、b两小球碰撞属于弹性碰撞。
(2)若小球b恰好从N点射出,作出小球的运动轨迹,如图所示。由几何关系得:
R=d④
而
2mvb⑤ qvbB?R联立解得:
B?mqdgh; 2若小球b恰好从G点射出,作出小球的运动轨迹,如图所示。
由几何关系可得:
?'d?2'2?R???d?R⑥
2??R'?联立解得:
2mvb⑦ B'qR??5d 4B'?综上可得B的取值范围为:
4m5qdgh 24m5qdghm?B?2qdgh; 2(3)由(2)可得当B1?4m5qddgh小球b在CDMN区域里做圆周运动后小球从距离N点处以速度vb斜射入
22MNGH区域中,设vb与边界NM夹角为θ,由几何关系得:
cos??由运动合成分解可知:
d?0.8 Rvx?0.6vb vy?0.8vb
假设小球恰好能从H点离开电场,运动时间为t。x轴方向做匀速直线运动,y轴方向做类竖直上抛运动。
x=d x=vxt⑧
3y??d
21y?vyt?at2⑨
2(以电场相反方向为正方向)
a?联立解得:
Eq⑩ ma?E?令vy减为0时,小球沿y轴向上的最大位移
5lgh 50d51mgh
50qdymax?2vy2a?8dd? 512小球未从NG边界离开电场区域。 故假设成立,即电场强度E?51mgh 时小球恰能从H点离开。
50qd(二)选考题 [物理——选修3-3]
12.下列说法正确的是__________ A. 液体的饱和汽压随温度的升高而增大 B. 温度相同的氮气和氧气的分子平均动能相同
C. 做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能也越来越大
D. 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干净的玻璃板上却不能,这是油脂使水的表面张力增大的缘故
E. 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内气体的分子数和温度都有关 【答案】ABE 【解析】
【详解】A、温度越高,蒸发越快,故液体的饱和汽压随温度的升高而增大,故选项A正确;
B、温度是分子热运动平均动能的标志,故温度相同的氢气和氧气的分子平均动能也相同,故选项B正确; C、做加速运动的物体,由于速度越来越大,物体分子的平均动能不一定增大,因为分子的平均动能是由温度决定,和物体的宏观运动无关,故选项C错误;
D、水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干净的玻璃板上却不能,是由于水浸润玻璃,但不浸润涂油的玻璃,故选项D错误;
E、气体压强取决于分子的数密度和分子热运动的平均动能的大小,故气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数与单位体积内气体的分子数和温度都有关,故选项E正确; 故选选项ABE.
[物理——选修3-3]
13.有一种汽车胎压监测技术是利用放置在轮胎内的压强传感器监测汽车轮胎压强的技术,这对于确保行车安全具有重要意义。小明在夏季气温为26℃时,观 察到自己汽车胎压值为230kPa,冬季气温为-13℃时,胎压监测系统报警,显示轮胎的胎压值为190kPa,不考虑轮胎容积的变化,试判断该轮胎是否漏气。如果漏气,求漏掉的气体质量占原来气体的百分之几;如果不漏气,要使轮胎气压恢复到230kPa,需要再充入温度为-13℃、压强为100kPa的气体的体积是轮胎容积的百分之几。 【答案】5% 【解析】
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