【題目】如右圖,空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強磁場,一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處釋放后穿過磁場,整個過程線框平面始終豎直,線框邊長小于磁場區(qū)域上下寬度。以線框剛進(jìn)入磁場時為計時起點,下列描述線框所受安培力F隨時間t變化關(guān)系的圖中,可能正確的是
A. B. C. D.
【答案】BCD
【解析】線框受重力作用加速下落,進(jìn)入與離開磁場時受到安培力作用。若安培力等于重力,線框做勻速運動,此時,完全進(jìn)入后只受重力,線框加速,剛要離開時的速度大于完全進(jìn)入時的速度,故安培力大于重力,故A錯誤;若線框進(jìn)入磁場時恰好重力等于安培力,完全進(jìn)入后只受重力,線框加速,離開磁場時安培力大于重力,速度減小,故B正確;若重力小于安培力,由可知,線框做加速度減小的減速運動,安培力隨速度的減小而減小,完全進(jìn)入后只受重力,線框加速,離開磁場時安培力大于重力,速度減小,進(jìn)入過程與離開過程可能安培力變化情況可能完全相同,故C正確;若進(jìn)入時重力大于安培力,由,則做加速度減小的加速運動,離開磁場時安培力大于重力,做加速度減小的減速運動,故D正確,故選BCD.
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【題目】如圖所示,長為2L=20cm內(nèi)壁光滑的氣缸放在水平面上,氣缸和活塞氣密性良好且絕熱,活塞的橫截面積為s=10cm2,活塞與墻壁之間連接一根勁度系數(shù)為k= 50N/m的輕彈簧。當(dāng)缸內(nèi)氣體溫度為=27℃時,活塞恰好位于氣缸的中央位置,且輕彈簧處于原長狀態(tài)。已知氣缸與活塞的總質(zhì)量為M=4kg,氣缸與水平面間的動摩擦因數(shù)為,大氣壓強為, 重力加速度為g=10m/s2,F(xiàn)用電熱絲對缸內(nèi)氣體緩慢加熱,當(dāng)活塞移到氣缸最右端時,缸內(nèi)氣溫是多少?
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【題目】如圖所示,足夠長的固定平行粗糙金屬雙軌MN、PQ相距d=0.5m,導(dǎo)軌平面與水平面夾角α=30°,處于方向垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強度大小B=0.5T的勻強磁場中。長也為d的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌MN、PQ放置,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,棒的質(zhì)量m=0.1kg,電阻R=0.1Ω,與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù),導(dǎo)軌上端連接電路如圖所示。已知電阻R1與燈泡電阻R2的阻值均為0.2Ω,導(dǎo)軌電阻不計,取重力加速度大小g=10 m/s2。
(1)求棒由靜止剛釋放瞬間下滑的加速度大小a;
(2)假若棒由靜止釋放并向下加速運動一段距離后,燈L的發(fā)光亮度穩(wěn)定,求此時燈L的實際功率P和棒的速率v。
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【題目】宇宙間存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng),其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示,三顆質(zhì)量均為m的星位于等邊三角形的三個頂點,三角形邊長為R,忽略其他星體對它們的引力作用,三星在同一平面內(nèi)繞三角形中心O做勻速圓周運動,萬有引力常量為G,則( )
A. 每顆星做圓周運動的線速度為
B. 每顆星做圓周運動的角速度為
C. 每顆星做圓周運動的周期為
D. 每顆星做圓周運動的加速度與三星的質(zhì)量無關(guān)
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【題目】如圖所示,在光滑水平地面上放置質(zhì)量M=2 kg的長木板,木板上表面與固定的豎直弧形軌道相切。一質(zhì)量m=1 kg的小滑塊自A點沿弧面由靜止滑下,A點距離長木板上表面高度h=0.6 m。滑塊在木板上滑行t=1 s后,和木板以共同速度v=1 m/s勻速運動,取g=10 m/s2。求:
(1)滑塊與木板間的摩擦力大小;
(2)滑塊沿弧面下滑過程中克服摩擦力做的功;
(3)滑塊相對木板滑行的距離。
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【題目】光電倍增管可將光信號轉(zhuǎn)化為電信號并逐級放大,其前兩個平行倍增極結(jié)構(gòu)如圖。當(dāng)頻率為的入射光照射到第1倍增極的上表面MN時,極板上表面逸出大量速率不同、沿各個方向運動的光電子,空間加上垂直紙面的勻強磁場,可使從MN逸出的部分光電子打到第2倍增極的上表面PQ。已知第1倍增極金屬的逸出功為W,兩個倍增極長度均為d,水平間距為,豎直間距為,光電子電量為e、質(zhì)量為m,普朗克常量為h,僅考慮光電子在紙面內(nèi)運動且只受洛倫茲力作用。
(1)求從MN上逸出的光電子的最大速率。
(2)若以最大速率、方向垂直MN逸出的光電子可以全部到達(dá)PQ,求磁感應(yīng)強度的大小和方向。
(3)若保持(2)中的磁場不變,關(guān)閉光源后,發(fā)現(xiàn)仍有光電子持續(xù)擊中PQ,求關(guān)閉光源后光電子持續(xù)擊中PQ的時間。
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【題目】如圖所示,在水平方向的勻強電場中,一質(zhì)量為m的帶電小球用一輕繩連接恰好在豎直平面內(nèi)繞O點做半徑為R的圓周運動,運動軌跡上均勻地分布著A、B、C、D、F、G、H和P點,OA垂直于電場強度方向.已知小球帶電量為q(q>0),電場強度,則下列說法正確的是
A. 小球在A點速度為
B. 小球運動至C點和H點時繩子拉力相等
C. 小球運動過程中繩子的最大拉力為
D. 小球運動過程中的最小速度為
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【題目】雨滴在空中下落時,由于空氣阻力的影響,最終會以恒定的速度勻速下降,我們把這個速度叫做收尾速度.研究表明,在無風(fēng)的天氣條件下,空氣對下落雨滴的阻力可由公式f=CρSv2來計算,其中C為空氣對雨滴的阻力系數(shù)(不同空間為不同常量),ρ為空氣的密度(不同空間密度不同),S為雨滴的有效橫截面積(即垂直于速度 方向的橫截面積).
已知雨滴下落空間范圍內(nèi)的空氣密度為ρ0,空氣對雨滴的阻力系數(shù)為C0,雨滴下落時可視為球形,半徑均為R,每個雨滴的質(zhì)量均為m,且在到達(dá)地面前均已達(dá)到收尾速度,重力加速度為g.
(1)求雨滴在無風(fēng)的天氣條件下沿豎直方向下落時收尾速度的大小
(2)若根據(jù)云層高度估測出雨滴在無風(fēng)的天氣條件下由靜止開始豎直下落的高度為h,求每個雨滴在豎直下落過程中克服空氣阻力所做的功.
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【題目】某物理興趣小組設(shè)計了如圖a所示的歐姆表電路,通過控制電鍵S和調(diào)節(jié)電阻箱,可使歐姆表具有“×1”和“×10”兩種倍率。所用器材如下:
A.干電池:電動勢E= l.5V,內(nèi)阻r=1.0Ω
B.電流表G :滿偏電流Ig= 1mA,內(nèi)阻Rg =150Ω
C.定值電阻R1= 1200Ω
D.電阻箱R2和R3:最大阻值都為999. 9Ω
E.電阻箱R4:最大阻值9999Ω
F.電鍵一個,紅、黑表筆各1支,導(dǎo)線若干
(1)該實驗小組按圖a正確連接好電路。當(dāng)電鍵S斷開時,將紅、黑表筆短接,調(diào)節(jié)電阻箱R2=___________Ω,使電流表達(dá)到滿偏,此時閉合電路的總電阻叫做歐姆表的內(nèi)阻R內(nèi),則R內(nèi)=_________Ω,歐姆表的倍率是_________(選填“×1”、“×10”)。
(2)閉合電鍵S:
第一步:調(diào)節(jié)電阻箱R2和R3,當(dāng)R2=_________Ω且R3=________Ω時,將紅、黑表筆短接,電流表再次滿偏;
第二步:在紅、黑表筆間接入電阻箱R4,調(diào)節(jié)R4,當(dāng)電流表指針指向圖b所示的位置時,對應(yīng)的歐姆表的刻度值為_____________Ω.
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