【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的導體棒ab的電阻為r,水平放在相距為l的豎直光滑金屬導軌上.導軌平面處于磁感應強度大小為B、方向垂直于導軌平面向外的勻強磁場中.左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板.導軌上方與一可變電阻R連接,導軌電阻不計,導體棒與導軌始終接觸良好.重力加速度為g.
(1)調(diào)節(jié)可變電阻的阻值為R1=3r,釋放導體棒,當棒沿導軌勻速下滑時,將帶電量為+q的微粒沿金屬板間的中心線水平射入金屬板間,恰好能勻速通過.求棒下滑的速率v和帶電微粒的質(zhì)量m.
(2)改變可變電阻的阻值為R2=4r,同樣在導體棒沿導軌勻速下滑時,將該微粒沿原來的中心線水平射入金屬板間,若微粒最后碰到金屬板并被吸收.求微粒在金屬板間運動的時間t.
【答案】(1), (2)
【解析】試題分析:棒勻速下滑,安培力與重力平衡,可求解棒下滑的速率。由于帶電微粒在板間勻速運動,受力平衡可求帶電微粒的質(zhì)量;電壓增大使微粒射入后向上偏轉(zhuǎn),由運動學規(guī)律可求微粒在金屬板間運動的時間。
(1)棒勻速下滑,有
回路中的電流
將R1=3r代入棒下滑的速率
金屬板間的電壓U=IR1
帶電微粒在板間勻速運動,有
聯(lián)立解得帶電微粒的質(zhì)量
(2)導體棒沿導軌勻速下滑,回路電流保持不變,金屬板間的電壓
電壓增大使微粒射入后向上偏轉(zhuǎn),有
,
聯(lián)立解得微粒在金屬板間運動的時間
【題型】解答題
【結束】
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【題目】如圖所示,光滑水平面上一質(zhì)量為M、長為L的木板右端靠豎直墻壁.質(zhì)量為m的小滑塊(可視為質(zhì)點)以水平速度v0滑上木板的左端,滑到木板的右端時速度恰好為零.
(1)求小滑塊與木板間的摩擦力大;
(2)現(xiàn)小滑塊仍以水平速度v0從木板的右端向左滑動,求小滑塊在木板上的滑行距離.
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m=0.1kg的不帶電小環(huán)A套在粗糙的豎直桿上,小環(huán)A與桿間的動摩擦因數(shù)μ= ,假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。一質(zhì)量為m2=0.2kg、電荷量為q=0.3c的帶正電的小球B與A用一絕緣細線相連,整個裝置處于勻強電場中,恰好保持靜止,則下列說法正確的是( )
A. 電場強度E值最小時,其正方向與水平方向的夾角θ=30°
B. 電場強度E值最小時,其正方向與水平方向的夾角θ=60°
C. 電場強度E的最小值為10N/C
D. 電場強度E的最小值為5N/C
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【題目】萬有引力定律揭示了天體運行規(guī)律與地上物體運動規(guī)律具有內(nèi)在的一致性.
(1)用彈簧秤稱量一個相對于地球靜止的小物體的重量,隨稱量位置的變化可能會有不同的結果.已知地球質(zhì)量為M,自轉(zhuǎn)周期為T,萬有引力常量為G.將地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體,不考慮空氣的影響.設在地球北極地面稱量時,彈簧秤的讀數(shù)為F0.
a.若在北極上空高出地面h處稱量,彈簧秤讀數(shù)為F1,求比值的表達式,并就h=1.0%R的情形算出具體數(shù)值(計算結果保留2位有效數(shù)字);
b.若在赤道地面稱量,彈簧秤讀數(shù)為F2,求比值的表達式.
(2)設想地球繞太陽公轉(zhuǎn)的圓周軌道半徑r、太陽的半徑為RS和地球的半徑R三者均減小為現(xiàn)在的1.0%,而太陽和地球的密度均勻且不變,僅考慮太陽和地球之間的相互作用,以現(xiàn)實地球的1年為標準,計算“設想地球”的1年將變?yōu)槎嚅L?
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【題目】酒后駕駛會導致許多安全隱患,其中之一是駕駛員的反應時間變長,“反應時間”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到開始采取制動的時間.下表中“反應距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間內(nèi)汽車行駛的距離;“剎車距離”是指駕駛員從踩下剎車踏板制動到汽車停止的時間內(nèi)汽車行駛的距離.某次實驗測量數(shù)據(jù)如表所示,求:
(1)駕駛員酒后反應時間比正常情況下多多少?
(2)汽車剎車時,加速度大小。
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【題目】光滑斜面上,某物體在沿斜面向上的恒力作用下從靜止開始沿斜面運動,一段時間后撤去恒力,不計空氣阻力,設斜面足夠長。物體的速度用v表示,物體的動能用Ek表示,物體和地球組成系統(tǒng)的重力勢能用EP表示、機械能用E表示,運動時間用t表示、路程用l表示。對整個運動過程,下圖表示的可能是
A. v 隨t 變化的 v –t 圖像
B. EP 隨t變化的EP –t 圖像
C. E隨l變化的E–l 圖像
D. Ek 隨l變化的Ek –l 圖像
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【題目】如圖所示,M1NlPlQl和M2N2P2Q2為在同一豎直面內(nèi)足夠長的金屬導軌,處在磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向豎直向下。導軌的M1Nl段與M2N2段相互平行,距離為L;PlQl段與P2Q2段也是平行的,距離為L/2。質(zhì)量為m金屬桿a、b垂直與導軌放置,一不可伸長的絕緣輕線一端系在金屬桿b,另一端繞過定滑輪與質(zhì)量也為m的重物c相連,絕緣輕線的水平部分與PlQl平行且足夠長。已知兩桿在運動過程中始終垂直于導軌并與導軌保持光滑接觸,兩桿與導軌構成的回路的總電阻始終為R,重力加速度為g。
(1)若保持a固定。釋放b,求b的最終速度的大;
(2)若同時釋放a、b,在釋放a、b的同時對a施加一水平向左的恒力F=2mg,當重物c下降高度為h時,a達到最大速度,求:
①a的最大速度;
②才釋放a、b到a達到最大速度的過程中,兩桿與導軌構成的回來中產(chǎn)生的電能。
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【題目】如圖所示,水平桌面距地面高h=0.80m,桌面上放置兩個小物塊A、B,物塊B置于桌面右邊緣,物塊A與物塊B相距s=2.0m,兩物塊質(zhì)量mA、mB均為0.10 kg,F(xiàn)使物塊A以速度v0=5.0m/s向物塊B運動,并與物塊B發(fā)生正碰,碰撞時間極短,碰后物塊B水平飛出,落到水平地面的位置與桌面右邊緣的水平距離x=0.80 m。已知物塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.40,重力加速度g取10m/s2,物塊A和B均可視為質(zhì)點,不計空氣阻力。求:
(1)兩物塊碰撞前瞬間物塊A速度的大;
(2)兩物塊碰撞后物塊B水平飛出的速度大;
(3)物塊A與物塊B碰撞過程中,A、B所組成的系統(tǒng)損失的機械能。
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【題目】如圖所示為2017年我國自主研制的新一代噴氣式大型客機C919在上海浦東機場起飛的照片,C919的成功首飛意味著經(jīng)過近半個世紀的艱難探索,我國具備了研制一款現(xiàn)代干線飛機的核心能力,現(xiàn)有總質(zhì)量m=200t一架大型飛機,從靜止開始保持額定功率滑跑,當位移達到L=6.0 時,速度達到最大速度v=60m/s,并以此速度起飛,在此過程中飛機受到的平均阻力是飛機重力的0.02倍(),下列有關數(shù)據(jù)正確的是
A. 飛機起飛過程所用時間小于20s
B. 飛機起飛過程加速度為
C. 飛機起飛的功率P為
D. 飛機起飛的動能為
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【題目】某同學利用如圖甲所示的裝置探究物體的加速度a與所受合力F的關系。
圖甲
①打點計時器使用的電源是______(選填選項前的字母)。
A.交流電源 B.直流電源
②他用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高,目的是平衡摩擦力。具體操作是:把木板墊高后,小車放在木板上,在不掛小桶且計時器______(選填“打點”或“不打點”)的情況下,輕推一下小車,若小車拖著紙帶做勻速運動,表明已經(jīng)消除了摩擦力和其它阻力的影響。
實驗時保持小桶和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量,其目的是____(選填選項前的字母)。
A.小車所受的拉力近似等于小車所受的合力
B.小車所受的拉力近似等于小桶和砝碼的總重力
C.保證小車運動的加速度不超過當?shù)刂亓铀俣?/span>
③圖乙是實驗中得到的一條紙帶,A、B、C、D、E、F、G為7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。相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為: 。已知打點計時器的工作頻率為50Hz,則小車的加速度a=________(結果保留兩位有效數(shù)字)。
圖乙
④另一位同學也利用圖甲所示的裝置做實驗。他保持小桶和砝碼的質(zhì)量不變,改變放在小車中砝碼的質(zhì)量m,測出對應的加速度a。假設已經(jīng)完全消除了摩擦力和其它阻力的影響。他沒有測量小車的質(zhì)量,而是以為縱坐標,m為橫坐標,畫出圖像。從理論上分析,下列圖像正確的是_______。
A B C D
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