【題目】如圖甲所示,被稱為“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圓軌道外側(cè)旋轉(zhuǎn)不脫落,其原理可等效為如圖乙所示的模型:半徑為的磁性圓軌道豎直固定,質(zhì)量為的鐵球(視為質(zhì)點(diǎn))沿軌道外側(cè)運(yùn)動(dòng),A、B分別為軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),軌道對(duì)鐵球的磁性引力始終指向圓心且大小不變,不計(jì)摩擦和空氣阻力,重力加速度為,則
A. 鐵球繞軌道可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
B. 鐵球繞軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒
C. 鐵球在A點(diǎn)的速度必須大于
D. 軌道對(duì)鐵球的磁性引力至少為,才能使鐵球不脫軌
【答案】B
【解析】
AB.小鐵球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到重力、軌道的支持力和磁力的作用,其中鐵球受軌道的磁性引力始終指向圓心且大小不變,支持力的方向過(guò)圓心,它們都始終與運(yùn)動(dòng)的方向垂直,所以磁力和支持力都不能對(duì)小鐵球做功,只有重力會(huì)對(duì)小鐵球做功,所以小鐵球的機(jī)械能守恒,在最高點(diǎn)的速度最小,在最低點(diǎn)的速度最大。小鐵球不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。故A錯(cuò)誤,B正確;
C.小鐵球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到重力、軌道的支持力和磁力的作用,在最高點(diǎn)軌道對(duì)小鐵球的支持力的方向可以向上,小鐵球的速度只要大于0即可通過(guò)最高點(diǎn),故C錯(cuò)誤;
D.由于小鐵球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒,所以小鐵球在最高點(diǎn)的速度越小,則機(jī)械能越小,在最低點(diǎn)的速度也越小,根據(jù):F=m可知小鐵球在最低點(diǎn)時(shí)需要的向心力越小。而在最低點(diǎn)小鐵球受到的重力的方向向下,支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上。要使鐵球不脫軌,軌道對(duì)鐵球的支持力一定要大于0。所以鐵球不脫軌的條件是:小鐵球在最高點(diǎn)的速度恰好為0,而且到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)鐵球的支持力恰好等于0。根據(jù)機(jī)械能守恒定律,小鐵球在最高點(diǎn)的速度恰好為0,到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度滿足mg2Rmv2,軌道對(duì)鐵球的支持力恰好等于0,則磁力與重力的合力提供向心力,即:F﹣mg,聯(lián)立得:F=5mg,故D錯(cuò)誤。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在“探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)將斜槽固定在桌子邊緣,將貼有坐標(biāo)紙的方木板靠近斜槽固定,坐標(biāo)紙的橫線與小球出射方向平行。正確調(diào)整后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),讓小球從斜槽上某一位置滾下,用頻閃照相機(jī)記錄小球在不同時(shí)刻的位置,如圖中a、b、c、d所示,用刻度尺測(cè)得方格紙每格邊長(zhǎng)為0.4m。
(1)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是_____________
A. 必須調(diào)節(jié)斜槽的末端切線沿水平方向
B.小球在斜槽上的釋放高度影響相鄰點(diǎn)間高度之差的大小
C.貼有方格紙的木板必須豎直固定
D.位置a就是小球在槽末端的拋出點(diǎn)
(2)本實(shí)驗(yàn)中頻閃照相機(jī)拍照的時(shí)間間隔為_____s,小球平拋的初速度為_____m/s。
(3)小球經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)的速度大小為_______m/s。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為半徑為R=0.2m的光滑圓弧絕緣軌道固定在水平面上,質(zhì)量為m =1kg、電荷量為q=0.05C的可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電的物體放在圓軌道的最低點(diǎn),整個(gè)空間存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B=1T。如果在空間加一水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),物體剛好能運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道上與圓心O等高的位置,重力加速度為g=10m/s2。求:
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)多大?
(2)如果僅將第(1)問的電場(chǎng)方向改為豎直向下,將物體由圓弧軌道上與圓心等高的位置靜止釋放,當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道的最低點(diǎn)時(shí),物體對(duì)軌道的壓力應(yīng)為多少?(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,AB是一根裸導(dǎo)線,單位長(zhǎng)度的電阻為R0,一部分彎曲成直徑為d的圓圈,圓圈導(dǎo)線相交處導(dǎo)電接觸良好.圓圈所在區(qū)域有與圓圈平面垂直的均勻磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度為B0導(dǎo)線一端B點(diǎn)固定,A端在沿BA方向的恒力F作用下向右緩慢移動(dòng),從而使圓圈緩慢縮。O(shè)在圓圈縮小過(guò)程中始終保持圓的形狀,設(shè)導(dǎo)體回路是柔軟的,此圓圈從初始的直徑d到完全消失所需時(shí)間t為( 。
A. B. C. D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩拴住放在水平粗糙傳送帶上,物體距傳送帶左端距離為L,穩(wěn)定時(shí)繩與水平方向的夾角為θ.當(dāng)傳送帶分別以v1、v2的速度作逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)(v1<v2),繩中的拉力分別為Fl、F2;若剪斷細(xì)繩時(shí),物體一直勻加速運(yùn)動(dòng)到達(dá)左端時(shí),所用的時(shí)間分別為tl、t2,則下列說(shuō)法正確的是( )
A. Fl<F2B. F1=F2C. tl=t2D. tl<t2
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一負(fù)電荷在電場(chǎng)中僅受電場(chǎng)力作用,從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),速度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,tA、tB分別對(duì)應(yīng)電荷在A、B兩點(diǎn)的時(shí)刻,則下列說(shuō)法中正確的是( )
A. A處的場(chǎng)強(qiáng)一定小于B處的場(chǎng)強(qiáng)
B. A處的電勢(shì)一定低于B處的電勢(shì)
C. 電荷在A處的電勢(shì)能一定小于在B處的電勢(shì)能
D. 從A到B的過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)該電荷做正功
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)為了研究摩擦力做功,設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn):將一個(gè)木塊放在粗糙的水平長(zhǎng)木板上,右側(cè)拴一細(xì)線,跨過(guò)固定在水平邊緣的滑輪與重物連接,木塊左側(cè)與穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連接,長(zhǎng)木板固定在水平試驗(yàn)臺(tái)上,實(shí)驗(yàn)時(shí),木塊在重物牽引力下由靜止開始向右運(yùn)動(dòng),后因重物落地而做減速運(yùn)動(dòng),下圖給出了重物落地后打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一段紙帶,紙帶中一系列的小黑點(diǎn)是計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未畫出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電頻率為50 Hz.
①根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打下A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)木塊的速度vA=____m/s ,vB=_____m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
②由紙帶運(yùn)動(dòng)情況可以得出,紙帶做減速運(yùn)動(dòng)的加速度a的大小a= ____m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
③若木塊的質(zhì)量m,A、B間距離為AB,則木塊在AB段克服摩擦力所做功的關(guān)系式WAB= _______(用m,a,lAB等物理量表示).
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】位于A、B處的兩個(gè)帶有不等量負(fù)電的點(diǎn)電荷在平面內(nèi)電勢(shì)分布如圖所示,圖中實(shí)線表示等勢(shì)線,則( )
A. a點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B. 正電荷從c點(diǎn)移到d點(diǎn),電場(chǎng)力做正功
C. 負(fù)電荷從a點(diǎn)移到c點(diǎn),電場(chǎng)力做正功
D. 正電荷從e點(diǎn)沿圖中虛線移到f點(diǎn)電勢(shì)能先減小后增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圓形管道的最高點(diǎn)時(shí),管道對(duì)小球的彈力與最高點(diǎn)時(shí)的速度平方的關(guān)系如圖乙所示(取豎直向下為正方向)。為通過(guò)圓心的一條水平線。不計(jì)小球半徑、管道的粗細(xì),重力加速度為g。則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.管道的半徑為
B.小球的質(zhì)量為
C.小球在下方的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球可能有作用力
D.小球在上方的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí),外側(cè)管壁對(duì)小球可能有作用力
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