【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有一固定光滑的金屬導軌,間距為L,導軌上端并聯(lián)兩個阻值均為R的電阻R1、R2,質(zhì)量為m的金屬細桿ab與絕緣輕質(zhì)彈簧相連,彈簧與導軌平面平行,彈簧勁度系數(shù)為k,上端固定,整個裝置處在垂直于導軌平面向外的勻強磁場中,磁感應強度為B,金屬細桿的電阻為r=R,初始時,連接著被壓縮的彈簧的金屬細桿被鎖定,彈簧彈力大小和桿的重力相等,現(xiàn)解除細桿的鎖定,使其從靜止開始運動,細桿第一次向下運動達最大速度為v1,此時彈簧處于伸長狀態(tài),再減速運動到速度為零后,再沿導軌平面向上運動,然后減速為零,再沿導軌平面向下運動,一直往復運動到靜止狀態(tài),導軌電阻忽略不計,細桿在運動過程中始終與導軌處置并保持良好的接觸,重力加速度為g,求
(1)細桿速度達到v1瞬間,通過R1的電流I1的大小和方向;
(2)桿由開始運動直到最后靜止,細桿上產(chǎn)生的焦耳熱Q1;
(3)從開始到桿第一次的速度為v1過程中,通過桿的電量.
【答案】(1) 方向從左向右(2) (3)
【解析】(1)桿ab速度為v1時,產(chǎn)生的感應電動勢為:E=BLv1
電路的總電阻為:R總=R
由歐姆定律,桿中的電流為:I=
通過R1的電流為:I1=
解得:I1=,方向從左向右;
(2)桿最后靜止時,受到重力和彈簧的拉力,根據(jù)平衡條件和胡克定律可知,彈簧最后伸長量與原來壓縮量相同,故彈性勢能不變,桿下降高度為:H=,
由能量守恒定律解得電路的總焦耳熱為:Q=mgH,
由電路的規(guī)律解得桿上的焦耳熱為: ;
(3)設桿最初時彈簧壓縮x0,由胡克定律有:kx0=mg,
當桿的速度為v1時,彈簧伸長為x1,加速度為0
由平衡條件及胡克定律有:mg-BIL-kx1=0,
解得: ,
設從靜止到最大速度v1過程用時間△t,由法拉第電磁感應定律,桿中的平均電動勢為: ,
由歐姆定律,通過桿的平均電流為
通過桿的電量為:q=△t,
綜上解得通過桿的總電量為:
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【題目】中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。預計2020年左右,北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力。如圖所示是北斗導航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖,已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運動,a是地球同步衛(wèi)星,則( )
A. 衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度
B. 衛(wèi)星a的加速度和b的加速度大小相等
C. 衛(wèi)星a的運行速度大于第一宇宙速度
D. 衛(wèi)星c的周期大于24 h
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【題目】某同學在“探究二力合成規(guī)律”的實驗中,將一木板豎直平行放在鐵架臺和輕彈簧所在平面的后面.裝成如圖甲所示的裝置,其部分實驗操作或分析如下,請完成下列相關內(nèi)容:
(1)在圖甲中的木板上記下懸掛兩個鉤碼時彈簧末端的位置 O;
(2)卸下鉤碼,然后將兩細繩套系在彈簧下端,用兩彈簧測力計按如圖乙所示的情景將輕彈簧末端拉到同一位置 O(即圖乙中的 O 和 O′重合),記錄細繩套 AO、BO 的________及兩彈簧測力計相應的讀數(shù).其中 B 彈簧測力計的讀數(shù)為______ N;
(3)在坐標紙上畫出兩彈簧拉力 FA、FB 的大小和方向如圖丙,并以平行四邊形作出了 FA、FB 的合力 F’ 和鉤碼對彈簧下端的拉力F的大小和方向;若已知F的大小與合力 F’的大小相等,請觀察比較可得出二力合成的規(guī)律是: _______________________________。
(4)本實驗采用的科學方法是___.
A.理想實驗法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.建立物理模型法.
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【題目】用圖(a)所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律.
(a) (b)
①某同學通過實驗得到如圖(b)所示的aF圖像,造成這一結(jié)果的原因是:在平衡摩擦力時_______.圖中a0表示的是____(填掛或未掛)砂桶時小車的加速度.
②某同學得到如圖所示的紙帶.已知打點計時器電源頻率為50 Hz. A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點.Δs=sDG-sAD=_______ cm.由此可算出小車的加速度a=_______ m/s2(保留兩位有效數(shù)字).
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【題目】某物理興趣小組設計了如圖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,導線若干
(1)該實驗小組按圖a正確連接好電路。當電鍵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,當電流表指針指向圖b所示的位置時,對應的歐姆表的刻度值為_____________Ω.
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【題目】一質(zhì)點在x軸上并只朝著x軸的正方向運動,各個時刻的位置坐標如下表,則此質(zhì)點開始運動后:
t/s | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 |
x/m | 2 | 4 | 6 | 8 | 8 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 |
(1)質(zhì)點在前10s內(nèi)的位移、路程各為多大?
(2)質(zhì)點在8s末的瞬時速度為多大?
(3)質(zhì)點在0到18s這段時間內(nèi)的平均速度多大?
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【題目】如圖所示,空間存在兩個被固定的、等量同種正點電荷M、N,在它們的連線上有A、B、C三點,已知MA=CN= NB,MA<NA,F(xiàn)有一正點電荷q,關于在電場中移動電荷q,下列說法中正確的是
A.沿半圓弧l將q從B點移到C點,電場力不作功。
B.沿曲線r將q從B點移到C點,電場力作負功。
C.沿曲線s將q從A點移到C點,電場力作正功。
D.沿直線將q從A點移到B點,電場力作正功。
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【題目】某同學在“探究彈力和彈簧伸長的關系”時,安裝好實驗裝置,讓刻度尺刻度線與彈簧上端平齊,在彈簧下端掛個鉤碼,表止時彈簧長度為,如圖甲所示,圖乙是此時固定在彈簧掛鉤上的指針在刻度尺(最小是毫米)上位置的放大圖,示數(shù)__________ .在彈簧下端分別掛個、個、個、個相同鉤碼,靜止時彈簧長度分別是、 、、.已知每個鉤碼質(zhì)量是,掛個鉤碼時,彈簧彈力__________ .要得到彈簧伸長量,還需要測量的是__________.作出曲線,得到彈力與彈簧伸長量的關系.(當?shù)刂亓铀俣?/span>)
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【題目】圖示為某種透明介質(zhì)的截面圖,△AOC為等腰直角三角形,BC為半徑R=10cm的四分之一圓弧,AB與水平屏幕MN垂直并接觸于A點。由紅光和紫光兩種單色光組成的細束復色光射向圓心O,在AB分界面上的入射角i=45°,結(jié)果在水平屏幕MN上出現(xiàn)兩個亮斑,左右亮斑分別為P1、P2。假設該介質(zhì)對紅光和紫光的折射率分別為n1 = ,n2 =。
(1)判斷P1、P2兩處產(chǎn)生亮斑的顏色;
(2)求兩個亮斑間的距離P1P2。
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