【題目】如圖所示,在豎直平面內有水平向左的勻強電場,在勻強電場中有一根長為L的絕緣細線,細線一端固定在O點,另一端系一質量為m的帶電小球。小球靜止時細線與豎直方向成θ角,此時讓小球獲得初速度且恰能繞O點在豎直平面內做圓周運動,重力加速度為g。下列說法正確的是
A. 勻強電場的電場強度
B. 小球動能的最小值為
C. 小球運動至圓周軌跡的最高點時機械能最小
D. 小球從初始位置開始,在豎直平面內運動一周的過程中,其電勢能先減小后增大
【答案】AB
【解析】
小球靜止時懸線與豎直方向成θ角,受重力、拉力和電場力,三力平衡,根據平衡條件列式求解場強的大小;小球恰能繞O點在豎直平面內做圓周運動,在等效最高點A速度最小,根據牛頓第二定律列式求解最小速度,得到最小動能;小球運動過程中只有重力和電場力做功,故重力勢能、電勢能和動能之和守恒,機械能最小的位置即為電勢能最大的位置.
小球靜止時懸線與豎直方向成θ角,受重力、拉力和電場力,三力平衡,根據平衡條件,有:mgtanθ=qE,解得,選項A正確;
小球恰能繞O點在豎直平面內做圓周運動,在等效最高點A速度最小,根據牛頓第二定律,有:,則最小動能Ek=mv2=,所以選項B正確。小球的機械能和電勢能之和守恒,則小球運動至電勢能最大的位置機械能最小,小球帶負電,則小球運動到圓周軌跡的最左端點時機械能最小,選項C錯誤;小球從初始位置開始,在豎直平面內運動一周的過程中,電場力先做正功,后做負功,再做正功,則其電勢能先減小后增大,再減小,選項D錯誤;故選AB.
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【題目】如圖所示,電源E對電容器C充電,當C兩端電壓達到80 V時,閃光燈瞬間導通并發(fā)光,C放電.放電后,閃光燈斷開并熄滅,電源再次對C充電.這樣不斷地充電和放電,閃光燈就周期性地發(fā)光.該電路( )
A. 充電時,通過R的電流不變
B. 若R增大,則充電時間變長
C. 若C增大,則閃光燈閃光一次通過的電荷量增大
D. 若E減小為85 V,閃光燈閃光一次通過的電荷量不變
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【題目】“天津之眼”是一座跨河建設、橋輪合一的摩天輪,是天津市的地標之一。摩天輪懸掛透明座艙,乘客隨座艙在豎直面內做勻速圓周運動。下列敘述正確的是( )
A. 摩天輪轉動過程中,乘客的機械能保持不變
B. 在最高點,乘客處于失重狀態(tài)
C. 摩天輪轉動一周的過程中,乘客重力的沖量為零
D. 摩天輪轉動過程中,乘客重力的瞬時功率保持不變
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【題目】如圖所示, A、 B 氣缸長度均為 L, 橫截面積均為 S, 體積不計的活塞C 可在 B 氣缸內無摩擦地滑動, D 為閥門。 整個裝置均由導熱性能良好的材料制成。 起初閥門關閉, A 內有壓強2P1的理想氣體, B 內有壓強P1/2的理想氣體, 活塞在 B 氣缸內最左邊, 外界熱力學溫度為T0。 閥門打開后, 活塞 C 向右移動, 最后達到平衡。 不計兩氣缸連接管的體積。 求:
(1).活塞 C 移動的距離及平衡后 B 中氣體的壓強;
(2).若平衡后外界溫度緩慢降為0.50T0, 氣缸中活塞怎么移動? 兩氣缸中的氣體壓強分別變?yōu)槎嗌伲?/span>
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【題目】真空中一組間距為 2R,長度為 R 的平行金屬板P、Q 可以用作光電轉換裝置,放置在 X 軸的正上方,如圖所示,在X 軸的正下方放置同樣間距,長度為 R的平行金屬板M、N,兩組金屬板間絕緣,M 板接地,且在兩板間加有電壓UMN,大小、方向均連續(xù)可調。P、Q 間有垂直平面的勻強磁場,光照前 P 不帶電。當以頻率為 f 的光照射P 板時,板中的電子吸收光的能量而逸出。假設所有逸出的電子都垂直于 P 板飛出,在磁力作用下電子會聚于坐標為(R,0)的 S 點,且 P 板最上端的電子從 S 點飛出的方向垂直 X 軸豎直向下,進入 M、N 極板間的電場區(qū)域。忽略電子之間的相互作用,保持光照條件不變時,單位時間內從 P 板持續(xù)地飛出的電子數為 N,且沿 P 板均勻分布,電子逸出時的初動能均為 EKm,元電荷量為 e,電子的質量為 m。
(1)求金屬板P 的逸出功;
(2)求磁感應強度B 的大小和所需磁場區(qū)域的最小面積;
(3)到達 N 板的電子全部被收集,導出形成電流 i。計算一些關鍵參數,在圖上面畫出 i-UMN的關系曲線。
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【題目】如圖甲所示,沿波的傳播方向上有六個質點a、b、c、d、e、f,相鄰兩質點之間的距離均為2 m,各質點均靜止在各自的平衡位置,t=0時刻振源a開始做簡諧運動,取豎直向上為振動位移的正方向,其振動圖象如圖乙所示,形成的簡諧橫波以2 m/s的速度水平向右傳播,則下列說法正確的是_________。
A.波傳播到質點c時,質點c開始振動的方向沿y軸正方向
B.0~4 s內質點b運動的路程為12 cm
C.4~5 s內質點d的加速度正在逐漸減小
D.6 s時質點e第一次回到平衡位置
E.各質點都振動起來后,a與c的振動方向始終相同
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【題目】在如圖甲所示的電路中,螺線管匝數n = 1500匝,橫截面積S = 20cm2。螺線管導線電阻r = 1.0Ω,R1 = 4.0Ω,R2 = 5.0Ω,C=30μF。在一段時間內,穿過螺線管的磁場的磁感應強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化。求:
(1)求螺線管中產生的感應電動勢;
(2)閉合S,電路中的電流穩(wěn)定后,求電阻R1的電流;
(3) S斷開后,求流經R2的電量。
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【題目】如圖所示,半徑為R的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內,AB、CD是圓環(huán)相互垂直的兩條直徑,C、D兩點與圓心O等高。一質量為m的光滑小球套在圓環(huán)上,一根輕質彈簧一端連在小球上,另一端固定在P點,P點在圓心O的正下方處。小球從最高點A由靜止開始逆時針方向下滑,已知彈簧的原長為R,彈簧始終處于彈性限度內,重力加速度為g。下列說法正確的是( )
A. 小球運動到B點時的速度大小為
B. 彈簧長度等于R時,小球的機械能最大
C. 小球在A、B兩點時對圓環(huán)的壓力差為4mg
D. 小球運動到B點時重力的功率為0
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【題目】如圖所示,一個足夠長的矩形金屬框架與水平面成θ=37°角,寬L=0.5m,上端有一個電阻R0=2.0Ω,框架的其他部分電阻不計,有一垂直于框架平面向上的勻強磁場,磁感應強度B=0.1T,ab為金屬桿,與框架接觸良好,其質量m=0.1kg,電阻r=0.5Ω,桿與框架間的動摩擦因數μ=0.5,桿由靜止開始下滑,在速度達到最大值的過程中,電阻R0產生的熱量Q0=2.0J(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)通過R0的最大電流;
(2)ab桿下滑的最大速度;
(3)從開始到速度最大的過程中ab桿下滑的距離。
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