【題目】如圖所示,絕緣平板S放在水平地面上,S與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4.兩塊足夠大的平行金屬板P、Q通過導(dǎo)體支架連接并固定在S上.在兩極板之間有垂直紙面向里的足夠大勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B=1T.P板的中央有一小孔,整個裝置的總質(zhì)量為M=3.6kg.給裝置施加水平向右的作用力F,使其總是以恒定的速度v=6m/s向右勻速運動,同時將一質(zhì)量為m=0.4kg的帶負電的小球從離P板高h=1.25m處由靜止釋放,小球恰好能落入孔內(nèi).若小球進入小孔后做勻速圓周運動,且恰好不與Q板接觸,之后又返回P板(不計空氣阻力,不考慮運動產(chǎn)生的磁場,g取,π取3).求:
(1)小球所帶電荷量;
(2)小球進入兩極板間后,金屬板整個裝置所受水平向右的作用力F;
(3)小球返回打到P板的位置到小孔的距離。
【答案】(1)(2)16N(3)16.8m
【解析】(1)設(shè)兩金屬板P、Q之間的距離為d.由于金屬支架做切割磁感線運動,
使兩金屬板間產(chǎn)生的電勢差為U=Bdv
電場強度
由題意可知,小球進入兩金屬板間后,所受重力與電場力相等,
即qE=mg
由以上三式可得:
(2)當(dāng)小球進入磁場后,在金屬板整個裝置之間受電場力的作用:F電=mg
對金屬板整個裝置受力分析,地面支持力FN=Mg+F電
金屬板整個裝置做勻速運動:F=f
摩擦力f=μFN
由以上各式可得:F=16N
(3)小球先做自由落體運動:2gh=v02
小球進入磁場后做勻速圓周運動:|qv0B|=
由以上兩式可得R=3m
小球在磁場中的運動周期
運動時間t=T
在這段時間內(nèi)金屬板整個裝置運動的距離x=vt=10.8m
小球返回打到P板的位置到小孔的距離L=2R+x=16.8m
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【題目】兩電荷量分別為q1和q2的點電荷放在x軸上的O、M兩點,兩電荷連線上各點電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中A、N兩點的電勢為零,ND段中C點電勢最高,則()
A. C點的電場強度大小為零
B. A點的電場強度大小為零
C. NC間場強方向向x軸正方向
D. 將一負點電荷從N點移到D點,電場力一直做正功
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【題目】某同學(xué)用圖甲所示裝置探究“恒力做功與動能變化的關(guān)系”。實驗中砂和砂桶的總質(zhì)量為10g,小車和砝碼的總質(zhì)量為M=200g。
(1)實驗中,為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長木板上滑輪的高度,使細線與長木板平行。接下來還需要進行平衡摩擦力的操作,下列操作正確的是________ 。
A. 將長木板水平放置,調(diào)節(jié)砂和砂桶的總質(zhì)量為m的大小,輕推小車,讓小車做勻速運動。
B. 將長木板沒有滑輪的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋啡ド昂蜕巴,輕推小車,讓小車做勻速運動。
(2)在實驗中,當(dāng)m_______M(填“>>”或“=”或“<<”)時,可以認為繩子拉力等于砂和砂桶的重力。
(3)圖乙是實驗中得到的一條紙帶,O、A、B、C、D、E、F、G為8個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出,已知打點計時器的工作頻率為50 Hz。首先用刻度尺進行相關(guān)長度的測量,其中CE段的測量情況如圖丙所示,由圖可知CE段的長度為________cm,打點計時器打下D點時的速度為___________m/s,此時小車的動能為___________J。用此方法可以求出打下各計數(shù)點時小車的動能。
從C到E恒力對小車做的功為_________J,(該結(jié)果要求保留3位有效數(shù)字),把此值與C到E動能變化量進行比較即可得到實驗結(jié)論。
(4)實驗中發(fā)現(xiàn)恒力做功始終比動能增量略小,可能原因是___________。
A.平衡摩擦力時斜面傾斜過度造成
B.平衡摩擦力時斜面傾斜不夠造成
C.砂與砂桶重力當(dāng)成繩子拉力造成
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【題目】2016年12月7日是我國發(fā)射“悟空”探測衛(wèi)星一周年的日子,該衛(wèi)星的發(fā)射為人類對暗物質(zhì)的研究做出了重大貢獻。假設(shè)兩顆質(zhì)量相等的星球繞其球心連線中心轉(zhuǎn)動,理論計算的周期與實際觀測的周期有出入,且,科學(xué)家推測,在以兩星球球心連線為直徑的球體空間中均勻分布著暗物質(zhì),設(shè)兩星球球心連線長度為L,質(zhì)量均為m,據(jù)此推測,暗物質(zhì)的質(zhì)量為( )
A. (n-1)m B. C. D.
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【題目】某同學(xué)把一體重計放在電梯的地板上,然后站在體重計上隨電梯運動,他觀察了體重計示數(shù)的變化情況,并記錄下了幾個特定時刻體重計的示數(shù)(表內(nèi)時刻不表示先后順序)。若已知t0時刻電梯靜止,則
A. t1和t2時刻物體所受重力不相同
B. t1和t3時刻電梯運動的加速度方向一定相反
C. t1時刻電梯一定在向上做加速運動
D. t2和t4時刻電梯一定處于靜止狀態(tài)
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【題目】如圖所示,在光滑水平面上,有質(zhì)量分別為3m和m的A、B兩滑塊,它們中間夾著(不相連)一根處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧,由于被一根細繩拉著而處于靜止狀態(tài).則下列說法正確的是( )
A. 剪斷細繩,在兩滑塊脫離彈簧后,A、B兩滑塊的動量大小之比pA:pB=3:1
B. 剪斷細繩,在兩滑塊脫離彈簧后,A、B兩滑塊的速度大小之比vA:vB=3:1
C. 剪斷細繩,在兩滑塊脫離彈簧后,A、B兩滑塊的動能之比EkA:EkB=1:3
D. 剪斷細繩到兩滑塊脫離彈簧過程中,彈簧對A、B兩滑塊做功之比WA:WB=1:1
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【題目】如圖所示,一理想變壓器副線圈與滑動變阻器相連,P是滑動變阻器的滑動觸頭,原線圈一端接交流電源,另一端a和一線圈中間引出端b分別與單刀雙擲開關(guān)K兩接線柱相連,電源電壓的最大值恒定,I為電源電流,則
A. 保持P的位置不變,K由a合向b時,I將增大
B. 保持P的位置不變,K由a合向b時,R消耗的功率減小
C. K合在a處,使P向c端滑動,I將增大
D. K合在b處,使P向c端滑動,R消耗的功率減小
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【題目】太空中在一些離其他恒星很遠的、由三顆星體組成的三星系統(tǒng),可忽略其他星體對它們的引力作用。已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式:一種是直線三星系統(tǒng)A(三顆星體始終在一條直線上);另一種是三角形三星系統(tǒng)(三顆星體位于等邊三角形的三個頂點上),已知某直線三星系統(tǒng)A每顆星體的質(zhì)量均為m,相鄰兩顆星體中心間的距離都為R;某三角形三星系統(tǒng)B的每顆星體的質(zhì)量恰好也均為m,且三星系統(tǒng)A外側(cè)的兩顆星體做勻速圓周運動的周期和三星系統(tǒng)B每顆星體做勻速圓周運動的周期相等,引力常量為G,則( )
A. 三星系統(tǒng)B的運動周期為
B. 三星系統(tǒng)A外側(cè)兩顆星體運動的角速度大小為
C. 三星系統(tǒng)A外側(cè)兩顆星體運動的線速度大小為
D. 三星系統(tǒng)B任意兩顆星體中心間的距離為
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【題目】如圖所示,輕彈簧一端固定于O點,另一端與可視為質(zhì)點的小滑塊連接,把滑塊放在光滑斜面上的A點,此時彈簧恰好水平,將滑塊從A點由靜止釋放,經(jīng)B點到達位于O點正下方的C點,當(dāng)滑塊運動到B點時彈簧與斜面垂直,運動到C點時彈簧恰好處于原長,已知OC的距離為L,斜面傾角為θ=30°,彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g.則滑塊由A運動到C的過程中
A. 滑塊的加速度一直減小
B. 滑塊經(jīng)過B點時的速度一定最大
C. 滑塊經(jīng)過C點的速度大于
D. 滑塊的加速度大小等于的位置一共有三處
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