【題目】一半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放在水平向右場強為E的勻強電場中,如圖所示,環(huán)上a、c是豎直直徑的兩端,b、d是水平直徑的兩端,質(zhì)量為m的帶電小球套在圓環(huán)上,并可沿環(huán)無摩擦滑動.現(xiàn)使小球由a點靜止釋放,沿abc運動到d點時速度恰好為零,由此可知,小球在b點時( )
A. 加速度為零B. 動能最大
C. 電勢能最大D. 機械能最大
【答案】D
【解析】
帶電小球是沿abc運動,所以電場力向左,在運動過程中小球受到電場力,重力,圓環(huán)的彈力作用,到達b點時,速度不為零,繼續(xù)做圓周運動,所以三力的合力不為零,根據(jù)牛頓第二定律可得,小球在b點的加速度一定不為零,A錯誤,
小球運動到d點速度為零,由全過程動能定理有,因此電場力大小和重力大小相等,因此等效重力場的方向為斜向左下45度角的方向,小球最大速度點在bc之間,因此最大動能在bc之間取得,B錯誤;
小球沿abcd運動過程中只有ab段電場力是做正功,電勢能轉(zhuǎn)化為機械能,所以b點的機械能最大,到達d點時,電場力做負(fù)功最多,機械能轉(zhuǎn)化為電勢能最大,所以d的電勢能最大,C錯誤D正確;
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【題目】有電阻的導(dǎo)電圓盤半徑為R,其邊緣用電阻不計的導(dǎo)電材料包裹,可繞固定點O在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,其軸心O和邊緣處電刷A均不會在轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生阻力,空氣阻力也忽略不計。用導(dǎo)線將電動勢為E的電源、導(dǎo)電圓盤、電阻和開關(guān)連接成閉合回路,如圖1所示在圓盤所在區(qū)域內(nèi)充滿豎直向下的勻強磁場,如圖2所示只在A、O之間的一塊圓形區(qū)域內(nèi)存在豎直向下的勻強磁場,兩圖中磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B,且磁場區(qū)域固定。如果將開關(guān)S閉合,圓盤將會轉(zhuǎn)動起來。
(1)在圖1中,將開關(guān)S閉合足夠長時間后,圓盤轉(zhuǎn)速達到穩(wěn)定。
a.從上往下看,圓盤的轉(zhuǎn)動方向是順時針還是逆時針?
b.求穩(wěn)定時圓盤轉(zhuǎn)動的角速度ω1的大小。
(2)在圖2中,進行了兩次操作:第一次,當(dāng)圓盤加速到ω0時將開關(guān)斷開,圓盤逐漸減速停下;第二次,當(dāng)圓盤加速到2ω0時將開關(guān)斷開,圓盤逐漸減速停下。已知從理論上可以證明:在圓盤減速過程中任意一個極短的時間△t內(nèi),角速度的變化量△ω=kF△t,F是該時刻圓盤在磁場區(qū)域受到的安培力的大小,k為常量。求兩次操作中從開始減速到停下的過程中圓盤轉(zhuǎn)過的角度之比θ1:θ2。
(3)由于圖1中的磁場范圍比圖2中的大,所以剛閉合開關(guān)瞬時,圖1中圓盤比圖2中圓盤加速得快。有人認(rèn)為:斷開開關(guān)后,圖1中圓盤也將比圖2中圓盤減速得快。請分析說明這樣的想法是否正確。
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【題目】(9分)如圖,氣缸由兩個橫截面不同的圓筒連接而成,活塞A、B被輕質(zhì)剛性細(xì)桿連接在一起,可無摩擦移動A、B的質(zhì)量分別為mA=12kg。mB=8.0kg,橫截面積分別為s1=4.0×1O-2m2Sg=2.0×l0-2m2一定質(zhì)量的理想氣體被封閉在兩活塞之間,活塞外側(cè)大氣壓強Po=1.0×l05Pa
①氣缸水平放置達到如圖1所示的平衡狀態(tài),求氣體的壓強?
②已知此時氣體的體積V1=2.0×10-2m3,現(xiàn)保持溫度不變力氣缸豎直放置,達到平衡后如圖2所示,與圖1相比.活塞在氣缸內(nèi)移動的距離l為多少?取重力加速度g=10m/s2
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【題目】如圖所示,質(zhì)量M = 20kg的工件放在水平面上,工件上光滑斜面部分AB與水平部分BC的夾角為,工件斜面與水平部分由一小段光滑圓弧連接,工件左側(cè)與豎直墻壁之間固連一個力傳感器。質(zhì)量為m=10kg滑塊(可看作質(zhì)點),從A點由靜止開始下滑,最后停在BC水平部分上,滑塊整個運動時間為。工件與地面間的動摩擦因數(shù)為,滑塊與水平部分BC間的動摩擦因數(shù)為,整個過程中工件的水平位移忽略不計,工件與地面的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。(sin37 °= 0.6,cos37° = 0.8)求:
(1)斜面AB的長;
(2)滑塊在工件水平部分上運動時傳感器的示數(shù)。
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【題目】如圖所示,質(zhì)量相等的A、B兩球之間壓縮一根輕質(zhì)彈簧,靜置于光滑水平桌面上,當(dāng)用板擋住小球A而只釋放B球時,B球被彈出落到距桌邊水平距離為x的地面上。若再次以相同的壓縮量壓縮該彈簧,取走A左邊的擋板,將A、B同時釋放,則B球的落地點距桌邊的水平距離為 ( )
A.B.
C.xD.
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【題目】如圖所示交流電路中,三個燈泡 L1、L2、L3 的亮度完全相同,下面幾種現(xiàn)象正確的是 ( )
A. 如果不改變交流電源的電壓,降低電源頻率,則 L1燈變亮,L2 燈變暗,L3 亮度燈不變
B. 如果不改變交流電源的電壓,降低電源頻率,則 L1燈變暗,L2 燈變亮,L3 亮度燈不變
C. 如果抽出電感 L中的鐵芯,則 L1 燈變暗
D. 如果將電容器 C的兩極板間距離變小,則 L2 燈變暗
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【題目】在某一穩(wěn)定軌道運行的空間站中,物體處于完全失重狀態(tài)。如圖所示的均勻螺旋軌道豎直放置,整個軌道光滑,P、Q點分別對應(yīng)螺旋軌道中兩個圓周的最高點,對應(yīng)的圓周運動軌道半徑分別為R和r(R>r)。宇航員讓一小球以一定的速度v滑上軌道,下列說法正確的是( 。
A. 如果減小小球的初速度,小球可能不能到達P點
B. 小球經(jīng)過P點時對軌道的壓力小于經(jīng)過Q點時對軌道的壓力
C. 小球經(jīng)過P點時比經(jīng)過Q點時角速度小
D. 小球經(jīng)過P點時比經(jīng)過Q點時線速度小
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【題目】如圖甲所示,足夠長的木板B靜置于光滑水平面上,其上放置小滑塊A.木板B受到隨時間t變化的水平拉力F作用時,木板B的加速度a與拉力F的關(guān)系圖象如圖乙所示,則小滑塊A的質(zhì)量為
A.1 kgB.2 kgC.3 kgD.4 kg
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【題目】為了驗證機械能守恒定律,某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用透明直尺和光電計時器設(shè)計了一套實驗裝置,如圖所示.當(dāng)有不透光物體從光電門間通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間,所用的光電門傳感器可測的最短時間為0.01 ms.將具有很好擋光效果的寬度為d=3.8×10-3 m的黑色磁帶水平貼在透明直尺上.實驗時,將直尺從一定高度由靜止釋放,并使其豎直通過光電門.某同學(xué)測得各段黑色磁帶通過光電門的時間Δti與圖中所示的高度差Δhi,并將部分?jǐn)?shù)據(jù)進行了處理,結(jié)果如下表所示(表格中M為直尺質(zhì)量,g取9.8 m/s2).
Δti(×10-3s) | vi= (m·s-1) | ΔEki=Mvi2-Mv12 | Δhi(m) | MgΔhi | |
1 | 1.21 | 3.13 | |||
2 | 1.15 | 3.31 | 0.58M | 0.06 | 0.58M |
3 | 1.00 | 3.78 | 2.24M | 0.23 | 2.25M |
4 | 0.95 | 4.00 | 3.10M | 0.32 | 3.14M |
5 | 0.90 | 4.22 | 4.01M | 0.41 | ______ |
(1)從表格中數(shù)據(jù)可知,直尺上磁帶通過光電門的瞬時速度是利用vi=求出的,請你簡要分析該同學(xué)這樣做的理由是____.
(2)請將表格中數(shù)據(jù)填寫完整______.(小數(shù)點后保留兩位數(shù)字)
(3)通過實驗得出的結(jié)論是:____.
(4)從該實驗可得ΔEk-Δh的圖象是___.
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