10.如圖甲,一絕緣電物塊(視為質(zhì)點)無初速度地放在皮帶底端,皮帶輪以恒定的角速度沿順時針方向轉(zhuǎn)動,該裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中,物塊由底端P運動至皮帶輪頂端Q的過程中,其v-t圖象如圖乙所示,物塊全程運動的時間為4.5s且運動過程中電量保持不變,關于帶電物塊及運動過程的說法正確的是( 。
A.皮帶的運動速度大小可能為2.5m/s
B.若已知皮帶的長度,可求出該過程中物塊與皮帶發(fā)生的相對位移
C.在2s-4.5s內(nèi),帶電物塊與皮帶保持相對靜止
D.該物塊帶負電

分析 由圖得出物塊的速度和加速度隨時間的變化關系,結合對物塊的受力分析,得出洛倫茲力的方向,由左手定則即可判斷出物塊的電性;結合受力分析,得出物塊做勻速直線運動的條件,從而判斷出物塊是否相對于傳送帶靜止;結合運動學的公式可以判斷位移.

解答 解:由圖乙可知,物塊做加速度逐漸減小的加速運動.物塊的最大速度是1m/s.對物塊進行受力分析可知,開始時物塊受到重力、支持力和摩擦力的作用,設動摩擦因數(shù)為μ,沿斜面的方向:
μFN-mgsinθ=ma ①
物塊運動后,又受到洛倫茲力的作用,加速度逐漸減小,由①式可知,物塊的加速度逐漸減小,一定是FN逐漸減小,而開始時:FN=mgcosθ,后來:FN′=mgcosθ-f,即洛倫茲力的方向是向上的.物塊沿傳送帶向上運動,由左手定則可知,物塊帶正電.故D錯誤;
物塊向上運動的過程中,洛倫茲力越來越大,則受到的支持力越來越小,結合①式可知,物塊的加速度也越來越小,當加速度等于0時,物塊達到最大速度,此時:
mgsinθ=μ(mgcosθ-Bqv) ②
由②可知,只要傳送帶的速度大于等于1m/s,則物塊達到最大速度的條件與傳送帶的速度無關,所以傳送帶的速度可能是1m/s,有可能是大于1m/s,物塊可能相對于傳送帶靜止,有可能相對于傳送帶不靜止.故C錯誤,A正確;
由以上的分析可知,傳送帶的速度不能判斷,所以若已知皮帶的長度,也不能求出該過程中物塊與皮帶發(fā)生的相對位移.故B錯誤.
故選:A.

點評 該題考查傳送帶問題,物塊沿傳送帶向上的運動可能達到與傳送帶的速度相等,也有可能二者的速度不會相等要注意對題目中可能出現(xiàn)的情況進行分析與把握.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.某實驗小組用圖甲所示的實驗裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”.圖甲中A為小車,B為裝有砝碼的小盤,C為一端帶有定滑輪的長木板,小車通過紙帶與電磁打點計時器相連,小車的質(zhì)量為ml,小盤及砝碼的總質(zhì)量為m2

(1)下列說法正確的是C
A.實驗時先放開小車,再接通打點計時器的電源
B.每次改變小車質(zhì)量時,應重新平衡摩擦力
C.本實驗中應滿足m2遠小于ml的條件
D.在用圖象探究小車加速度a與小車質(zhì)量ml的關系時,應作出a-ml圖象
(2)實驗得到如圖乙所示的一條紙帶,A、B、C、D、E為計數(shù)點,相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔為T,B、C兩點的間距x2和D、E兩點的間距x4己量出,利用這兩段間距計算小車加速度的表達式為a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{2}}{2{T}^{2}}$.
(3)某同學平衡好摩擦阻力后,在保持小車質(zhì)量不變的情況下,通過改變砝碼個數(shù),得到多組數(shù)據(jù),但該同學誤將砝碼的重力當作繩子對小車的拉力,作出了小車加速度a與砝碼重力F的圖象如圖丙所示.據(jù)此圖象分析可得,小車的質(zhì)量為0.61kg,小盤的質(zhì)量為0.0061kg.(g=10m/s2,保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.如圖為某種魚餌自動投放器中的投餌管裝置示意圖,其下半部AB是一長為2R的豎直細管,上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管,管口沿水平方向,AB管內(nèi)有一原長為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧.投餌時,每次總將彈簧長度壓縮到0.5R后鎖定,在彈簧上段放置一粒魚餌,解除鎖定,彈簧可將魚餌彈射出去.設質(zhì)量為m的魚餌到達管口C時,對管壁的作用力恰好為零.不計魚餌在運動過程中的機械能損失,且鎖定和解除鎖定時,均不改變彈簧的彈性勢能.已知重力加速度為g.求:
(1)質(zhì)量為m的魚餌到達管口C時的速度大小v1;
(2)彈簧壓縮到0.5R時的彈性勢能Ep
(3)已知地面與水面相距1.5R,若使該投餌管繞AB管的中軸線OO′在90°角的范圍內(nèi)來回緩慢轉(zhuǎn)動,每次彈射時只放置一粒魚餌,魚餌的質(zhì)量在$\frac{2}{3}$m到m之間變化,且均能落到水面.持續(xù)投放足夠長時間后,魚餌能夠落到水面的最大面積S是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

18.實驗室有一個內(nèi)阻Rg=118Ω,量程為10mA的小量程靈敏電流表,現(xiàn)將該靈敏電流表改裝成量程為0-0.6A量程的電流表,則應并聯(lián)(填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)一個阻值R=2Ω的電阻.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.如圖所示,總長度為15cm的氣缸水平放置,活塞的質(zhì)量m=20kg,橫截面積S=100cm2,活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動但不漏氣,厚度不計.開始時活塞與汽缸底的距離12cm.外界氣溫為27℃,大氣壓為1.0×105Pa.將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)到開口向上的豎直位置,待穩(wěn)定后對缸內(nèi)氣體逐漸加熱,使活塞剛好到達汽缸口,取g=10m/s2,求:
①活塞剛好到達汽缸口時氣體的溫度為多少?
②在對缸內(nèi)氣體加熱的過程中,吸收了Q=370J的熱量,則氣體增加的內(nèi)能△U多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.氫原子的能級如圖所示,當氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時,輻射的光子照射在某金屬上,剛好能發(fā)生光電效應.現(xiàn)有一群處于n=4的能級的氫原子向低能級躍遷,總共能發(fā)出6種不同頻率的光,其中有4種頻率的光能使該金屬發(fā)生光電效應.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中,除有一標有“6V  2.5W”的小燈泡,導線和開關外,還有:
A.直流電源6V(內(nèi)阻不計)                
B.直流電流表0~3A(內(nèi)阻0.1Ω以下)
C.直流電壓表0~0.6A(內(nèi)阻約為5kΩ)
D.直流電壓表0~10V(內(nèi)阻約為15kΩ)   
E.滑動變阻器10Ω,2A
F.滑動變阻器1kΩ,0.5A
實驗要求小燈泡兩端的電壓從零開始變化并能進行多次測量.
(1)實驗中電流表應選用C,滑動變阻器應選用E(均用序號表示).
(2)下列實驗電路圖,最合理的是B(填字母代號)

(3)試將圖1中實驗器材連成實驗電路.
(4)實驗得到小燈泡的U-I圖象如圖2所示,如果將這個小燈泡接到電動勢為3.0V、內(nèi)阻為5Ω的電源兩端,小燈泡的實際功率是0.42W.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.如圖所示,為一物體做勻變速直線運動的速度圖象,根據(jù)圖線做出以下幾個判定,錯誤的是( 。
A.物體始終沿正方向運動
B.物體先沿負方向運動,在t=2s后開始沿正方向運動
C.運動過程中,物體的加速度保持不變
D.4s末物體回到出發(fā)點

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.以下說法正確的是( 。
A.在國際單位制中,力學的基本單位是千克、牛頓、秒
B.“平均速度”、“總電阻”、“交流電的有效值”概念的建立都體現(xiàn)了等效代替的思想
C.電場強度是用比值法定義的,因而電場強度與電場力成正比,與試探電荷的電量成反比
D.牛頓通過理想斜面實驗否定了“力是維持物體運動的原因”,用到的物理思想方法屬于“理想實驗”法

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