【題目】如圖甲所示,粗糙水平軌道與半徑為R的豎直光滑、絕緣的半圓軌道在B點平滑連接,過半圓軌道圓心0的水平界面MN的下方分布有水平向右的勻強(qiáng)電場E,質(zhì)量為m的帶正電小滑塊從水平軌道上A點由靜止釋放,運動中由于摩擦起電滑塊電量會增加,過B點后電量保持不變,小滑塊在AB段加速度隨位移變化圖像如圖乙。已知A、B間距離為4R,滑塊與軌道間動摩擦因數(shù)為μ=0.5,重力加速度為g,不計空氣阻力,求
(1)小滑塊釋放后運動至B點過程中電荷量的變化量
(2)滑塊對半圓軌道的最大壓力大小
(3)小滑塊再次進(jìn)入電場時,電場大小保持不變、方向變?yōu)橄蜃,求小滑塊再次到達(dá)水平軌道時的速度大小以及距B的距離
【答案】 (1)(2)(3),方向與水平方向夾角為斜向左下方,位置在A點左側(cè)處。
【解析】試題分析:根據(jù)在A、B兩點的加速度結(jié)合牛頓第二定律即可求解小滑塊釋放后運動至B點過程中電荷量的變化量;
利用“等效重力”的思想找到新的重力場中的電低點即壓力最大點;
解:(1)A點:
B點
聯(lián)立以上兩式解得;
(2) 從A到B過程:
將電場力與重力等效為“重力,與豎直方向的夾角設(shè)為,在“等效最低點”對軌道壓力最大,則:
從B到“等效最低點”過程:
由以上各式解得:
由牛頓第三定律得軌道所受最大壓力為: ;
(3) 從B到C過程:
從C點到再次進(jìn)入電場做平拋運動:
由以上各式解得:
則進(jìn)入電場后合力與速度共線,做勻加速直線運動
從C點到水平軌道:
由以上各式解得:
因此滑塊再次到達(dá)水平軌道的速度為,方向與水平方向夾角為
,斜向左下方,位置在A點左側(cè)處。
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【題目】如圖,用一根結(jié)實的細(xì)繩,一端拴一個小物體。在光滑桌面上掄動細(xì)繩,使小物體做圓周運動,體驗手對做圓周運動的物體的拉力。
(1)拉力的方向是____(填“沿繩指向圓心”或“垂直于繩指向速度方向”)。
(2)增大旋轉(zhuǎn)的速度,拉力將____(填“變小”、“變大”或“不變”)。
(3)松手后,小物體將沿____(填“半徑遠(yuǎn)離圓心”、“切線”或“半徑靠近圓心”)方向運動。
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【題目】如圖所示,絕熱氣缸倒扣放置,質(zhì)量為M的絕熱活塞在氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體,活塞與氣缸間摩擦可忽略不計,活塞下部空間與外界連通,氣缸底部連接一U形細(xì)管(管內(nèi)氣體的體積忽略不計).初始時,封閉氣體溫度為T,活塞距離氣缸底部為h0,細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱存在高度差。已知水銀密度為ρ,大氣壓強(qiáng)為P0,氣缸橫截面積為S,重力加速度為g,求
(1)U形細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差;
(2)通過加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降,求此時的溫度;此加熱過程中,若氣體吸收的熱量為Q,求氣體內(nèi)能的變化。
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【題目】水平面上兩列頻率相同的波在某時刻的疊加情況如圖所示,圖中實線為波峰,虛線為波谷。已知兩列波的振幅均為2cm,波速為2m/s,波長為8cm,E點時B、D和A、C連線的交點,下列說法中正確的是( )
A. A、C兩處的質(zhì)點是振動加強(qiáng)的點
B. 經(jīng)0.02s,B處質(zhì)點通過的路程是8cm
C. E處質(zhì)點是振動減弱的點
D. B、D兩處的質(zhì)點在該時刻的豎直高度差是4cm
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【題目】質(zhì)量為、電量為的小球沿著穿過它的豎直絕緣棒下落,絕緣棒與小孔間動摩擦因數(shù)為,勻強(qiáng)電場方向向右,勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向外,在球下落過程中( )
A. 當(dāng)小球速度為時,小球加速度最大
B. 當(dāng)小球速度為時,小球加速度最大
C. 小球運動的最大速度可達(dá)到
D. 小球運動的最大速度可達(dá)到
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【題目】一質(zhì)量為50g的小球以初速度8m/s從O點斜拋射入空中,歷經(jīng)1s通過M點時的速度大小為6m/s。不計空氣阻力,重力加速度,下列說法正確的是
A. M點為小球運動的最高點
B. 小球在M點的速度方向與初速度方向垂直
C. 初速度方向與水平方向的夾角α的正弦
D. 小球從O點到M點的過程中動量的變化量大小為0.1kg·m/s2
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【題目】如圖所示,固定放置在同一水平面內(nèi)的兩根平行長直金屬導(dǎo)軌的間距為d,其右端接有阻值為R的電阻,整個裝置處在豎直向上的磁感應(yīng) 強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中.一質(zhì)量為m(質(zhì)量分布均勻)的導(dǎo)體桿ab垂直于導(dǎo)軌放置,且與兩導(dǎo)軌保持良好接觸,桿與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)桿在水平向左、垂直于桿的恒力F作用下從靜止開始沿導(dǎo)軌運動距離l時,速度恰好達(dá)到最大(運動過程中桿始終與導(dǎo)軌保持垂直).設(shè)桿接入電路的電阻為r,導(dǎo)軌電阻不計,重力加速度大小為g.則此過程 ( )
A. 桿的速度最大值為
B. 流過電阻R的電荷量為
C. 恒力F做的功與摩擦力做的功之和等于桿動能的變化量
D. 恒力F做的功與安培力做的功之和大于桿動能的變化量
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【題目】某科研小組要用伏安法測量磁流體發(fā)電機(jī)的電動勢和內(nèi)阻,所用器材如圖所示,其中,長方體表示磁流體發(fā)電機(jī)的發(fā)電導(dǎo)管,其前后兩個側(cè)面是絕緣體,上下兩表面是電阻不計的導(dǎo)體薄片,薄片上分別焊接一個接線柱.勻強(qiáng)磁場垂直于前后兩個側(cè)面,含有正、負(fù)離子的高速流體在發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)向右勻速流動,兩個接線柱間形成穩(wěn)定的電勢差.
①發(fā)電導(dǎo)管的 接線柱電勢高.(選填“上”或“下”)
②在圖中用筆連線代替導(dǎo)線,把電路元件連接起來以達(dá)實驗?zāi)康模?/span>
③連接好電路后,調(diào)節(jié)滑動變阻器,記錄多組電流表示數(shù)I和對應(yīng)的電壓表示數(shù)U的數(shù)據(jù),在U—I坐標(biāo)系中描點如圖所示.根據(jù)描出的點作出U—I圖線,并由圖線求出磁流體發(fā)電機(jī)的電動勢E= V;內(nèi)阻r= .
④該小組利用求出的內(nèi)阻r來研究流體的導(dǎo)電特性,首先測量了長方體發(fā)電導(dǎo)管的各邊長度分別為d1、d2、d3,如上圖所示,然后根據(jù)電阻定律r=求流體的電阻率,則公式中的電阻長度l= ,S= .(用d1、d2、d3表示)
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【題目】如圖甲所示,垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場的區(qū)域?qū)挾葹?/span>2a,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。一邊長為a、電阻為4R的 正方形均勻?qū)Ь框CDEF從圖示位置開始沿x軸正以速度v勻速穿過磁場區(qū)域,在乙圖中給出的線框E、F兩端的電壓UEF與線框移動距離的關(guān)系的圖象正確的是
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