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【題目】如圖, M、N兩點處于同一水平面,O為M、N連線的中點,過O點的豎直線上固定一根絕緣光滑細桿,桿上A、B兩點關(guān)于O點對稱。第一種情況,在M、N兩點分別放置電量為+Q和-Q的等量異種點電荷,套在桿上帶正電的小金屬環(huán)從A點無初速釋放,運動到B點;第二種情況,在M、N兩點分別放置電量為+Q的等量同種點電荷,該金屬環(huán)仍從A點無初速釋放,運動到B點。則兩種情況中( )
A. 金屬環(huán)運動到B點的速度第一種情況較大
B. 金屬環(huán)從A點運動到B點所用的時間第一種情況較短
C. 金屬環(huán)從A點運動到B點的過程中,動能與重力勢能之和均保持不變
D. 金屬環(huán)從A點運動到B點的過程中(不含A、B兩點),在桿上相同位置的速度第一種情況較大
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【題目】如右圖,空間某區(qū)域內(nèi)存在沿水平方向的勻強磁場,一正方形閉合金屬線框自磁場上方某處釋放后穿過磁場,整個過程線框平面始終豎直,線框邊長小于磁場區(qū)域上下寬度。以線框剛進入磁場時為計時起點,下列描述線框所受安培力F隨時間t變化關(guān)系的圖中,不正確的是
A.
B.
C.
D.
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【題目】如圖所示為一簡化后的跳臺滑雪的雪道示意圖,運動員從O點由靜止開始,在不借助其它外力的情況下,自由滑過一段圓心角為60°的光滑圓弧軌道后從A點水平飛出,然后落到斜坡上的B點。已知A點是斜坡的起點,光滑圓弧軌道半徑為40m,斜坡與水平面的夾角θ=30°,運動員的質(zhì)量m=50 kg,重力加速度g=10 m/s2。下列說法正確的是
A. 運動員從O運動到B的整個過程中機械能守恒
B. 運動員到達A點時的速度為20 m/s
C. 運動員到達B點時的動能為10 kJ
D. 運動員從A點飛出到落到B點所用的時間為s
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【題目】如圖所示為一簡化后的跳臺滑雪的雪道示意圖,運動員從O點由靜止開始,在不借助其它外力的情況下,自由滑過一段圓心角為60°的光滑圓弧軌道后從A點水平飛出,然后落到斜坡上的B點。已知A點是斜坡的起點,光滑圓弧軌道半徑為40m,斜坡與水平面的夾角θ=30°,運動員的質(zhì)量m=50 kg,重力加速度g=10 m/s2。下列說法正確的是
A. 運動員從O運動到B的整個過程中機械能守恒
B. 運動員到達A點時的速度為20 m/s
C. 運動員到達B點時的動能為10 kJ
D. 運動員從A點飛出到落到B點所用的時間為s
【答案】AB
【解析】運動員在光滑的圓軌道上的運動和隨后的平拋運動的過程中只受有重力做功,機械能守恒.故A正確;運動員在光滑的圓軌道上的運動的過程中機械能守恒,所以:
mvA2=mgh=mgR(1-cos60°)所以:
,故B正確;設(shè)運動員做平拋運動的時間為t,則:x=vAt;y=gt2
由幾何關(guān)系: ,聯(lián)立得:,
運動員從A到B的過程中機械能守恒,所以在B點的動能:EkB=mgy+mvA2,代入數(shù)據(jù)得:EkB=×105J.故C D錯誤.故選AB.
點睛:本題是常規(guī)題,關(guān)鍵要抓住斜面的傾角反映位移的方向,知道平拋運動水平方向做勻速直線運動,豎直方向做自由落體運動,難度適中.
【題型】多選題
【結(jié)束】
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【題目】如圖所示,在傾角為30°的斜面上固定一電阻不計的光滑平行金屬導(dǎo)軌,其間距為L,下端接有阻值為R的電阻,導(dǎo)軌處于勻強磁場中,磁感應(yīng)強度大小為B,方向與斜面垂直(圖中未畫出)。質(zhì)量為m、阻值大小也為R的金屬棒ab與固定在斜面上方的勁度系數(shù)為k的絕緣彈簧相接,彈簧處于原長并被鎖定,F(xiàn)解除鎖定的同時使金屬棒獲得沿斜面向下的速度v0,從開始運動到停止運動的過程中金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸,彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g,在上述過程中( )
A. 開始運動時金屬棒與導(dǎo)軌接觸點間電壓為
B. 通過電阻R的最大電流一定是
C. 通過電阻R的總電荷量為
D. 回路產(chǎn)生的總熱量小于
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【題目】如圖所示,繞同一恒星運行的兩顆行星A和B,A是半徑為r的圓軌道,B是長軸為2r橢圓軌道,其中Q′到恒星中心的距離為Q到恒星中心的距離的2倍,兩軌道相交于P點。以下說法正確的是( )
A. A和B經(jīng)過P點時加速度相同
B. A和B經(jīng)過P點時的速度相同
C. A和B繞恒星運動的周期相同
D. A的加速度大小與B在Q′處加速度大小之比為16:9
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【題目】顯像管是舊式電視機的主要部件,顯像管的簡要工作原理是陰極K發(fā)射的電子束經(jīng)電場加速后,進入放置在其頸部的偏轉(zhuǎn)線圈形成的偏轉(zhuǎn)磁場,發(fā)生偏轉(zhuǎn)后的電子轟擊熒光屏,使熒光粉受激發(fā)而發(fā)光,圖13(a)為電視機顯像管結(jié)構(gòu)簡圖。顯像管的工作原理圖可簡化為圖13(b)。其中加速電場方向、矩形偏轉(zhuǎn)磁場區(qū)域邊界MN和PQ均與OO’平行,熒光屏與OO’垂直。磁場可簡化為有界的勻強磁場,MN=4d,MP=2d,方向垂直紙面向里,其右邊界NQ到屏的距離為L。若陰極K逸出的電子(其初速度可忽略不計),質(zhì)量為m,電荷量為e,從O點進入電壓為U的電場,經(jīng)加速后再從MP的中點射入磁場,恰好從Q點飛出,最終打在熒光屏上。
(1)求電子進入磁場時的速度;
(2)求偏轉(zhuǎn)磁場磁感應(yīng)強度B的大小以及電子到達熒光屏?xí)r偏離中心O’點的距離;
(3)為什么電視機顯像管不用電場偏轉(zhuǎn)?請用以下數(shù)據(jù)計算說明。
熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子,設(shè)電子剛剛離開金屬絲時的速度為0。在金屬絲和金屬板(圖中圓環(huán)片)之間加電壓U1=2500V。電子在真空中加速后,從金屬板的小孔穿出。之后進入兩個相同的極板Y與Y′之間,極板長度l=6.0 cm,相距d=2cm,極板間的電壓U2=200V,兩板間的電場看做勻強電場。圖中極板X與X′之間未加電壓。從極板Y與Y′出射的電子最終打在熒光屏上P點(圖中未畫出)。如果極板Y與Y′之間不加電壓,電子打在熒光屏正中心O點。那么要使OP間距y=15cm(大約是21寸彩電高度的一半),則極板Y與Y′末端到熒光屏的距離s等于多少?電子質(zhì)量m=0.9×10-30kg,電量e=1.6×10-19C。
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【題目】甲、乙兩輛汽車在一條平直的單行道上同向行駛,乙在前,甲在后.t=0時刻,兩車同時剎車,結(jié)果發(fā)生了碰撞.如圖所示為兩車剎車后不會相撞的vt圖象,下列說法正確的是( )
A. 兩車剎車時的距離一定小于90 m
B. 兩車剎車時的距離一定等于112.5 m
C. 兩車一定是在t=20 s之前的某時刻發(fā)生相撞的
D. 兩車一定是在t=20 s之后的某時刻發(fā)生相撞的
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【題目】如圖所示為一個質(zhì)點做直線運動的v-t圖象,該質(zhì)點在前4 s 內(nèi)向東運動,則該質(zhì)點( )
A. 在8~10 s內(nèi)始終向東運動
B. 在前8 s內(nèi)的加速度大小不變,方向始終向西
C. 在前8 s內(nèi)的合外力先減小后增大
D. 在4~12 s內(nèi)的位移大小為24 m
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【題目】無限長通電直導(dǎo)線在周圍某一點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強度B的大小與電流成正比,與導(dǎo)線到這一點的距離成反比,即(式中k為常數(shù)).如圖所示,兩根相距L的無限長直導(dǎo)線分別通有電流I和3I.在兩根導(dǎo)線的連線上有a、b兩點,a點為兩根直導(dǎo)線連線的中點,b點距導(dǎo)線I的距離為L.下列說法正確的是( )
A. a點和b點的磁感應(yīng)強度方向相同
B. a點和b點的磁感應(yīng)強度方向相反
C. a點和b點的磁感應(yīng)強度大小之比為8:1
D. a點和b點的磁感應(yīng)強度大小之比為16:1
【答案】AD
【解析】解:AB、根據(jù)右手螺旋法則,導(dǎo)線周圍的磁場的磁感線,是圍繞導(dǎo)線形成的同心圓,3I導(dǎo)線與I導(dǎo)線在a處的磁感應(yīng)強度方向都向下,則合磁感應(yīng)強度方向向下的;根據(jù)B=K,3I導(dǎo)線在b處的磁感應(yīng)強度方向向下,而I導(dǎo)線在b處的磁感應(yīng)強度方向向上,因3I導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場較大,則合磁感應(yīng)強度方向向下,因此a點和b點的磁感應(yīng)強度方向相同,故A正確,B錯誤;
CD、3I導(dǎo)線與I導(dǎo)線在a處的磁感應(yīng)強度大小Ba=K+K=K,
而3I導(dǎo)線與I導(dǎo)線在b處的磁感應(yīng)強度大小Bb=K﹣K=K,則a點和b點的磁感應(yīng)強度大小之比為16:1,故C錯誤,D正確.
故選:AD.
【點評】磁感應(yīng)強度為矢量,合成時要用平行四邊形定則,因此要正確根據(jù)安培定則判斷導(dǎo)線周圍磁場方向是解題的前提.
【題型】單選題
【結(jié)束】
121
【題目】制造納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為d的兩平行金屬板,如圖甲所示,加在A、B間的電壓UAB做周期性變化,其正向電壓為U0,反向電壓為-kU0(k≥1),電壓變化的周期為2T,如圖乙所示.在t=0時,有一個質(zhì)量為m、電荷量為e的電子以初速度v0垂直電場方向從兩極板正中間射入電場,在運動過程中未與極板相撞,且不考慮重力的作用,則下列說法中正確的是( )
A. 若且電子恰好在2T時刻射出電場,則應(yīng)滿足的條件是
B. 若k=1且電子恰好在4T時刻從A板邊緣射出電場,則其動能增加
C. 若且電子恰好在2T時刻射出電場,則射出時的速度為
D. 若k=1且電子恰好在2T時刻射出電場,則射出時的速度為v0
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【題目】磁感應(yīng)強度是描述磁場性質(zhì)的重要物理量.不同物質(zhì)周圍存在的磁場強弱不同,測量磁感應(yīng)強度的大小對于磁場的實際應(yīng)用有著重要的物理意義.
(1)如圖所示為電流天平,可以用來測量勻強磁場的磁感應(yīng)強度.它的右臂掛著匝數(shù)為n匝的矩形線圈,線圈的水平邊長為l,處于勻強磁場內(nèi),磁場的方向與線圈平面垂直.當(dāng)線圈中通過電流I時,調(diào)節(jié)砝碼使兩臂達到平衡,然后保持電流大小不變,使電流反向,這時需要在左盤中增加質(zhì)量為m的砝碼,才能使兩臂再達到新的平衡.重力加速度為g,請利用題目所給的物理量,求出線圈所在位置處磁感應(yīng)強度B的大。
(2)磁場具有能量,磁場中單位體積所具有的能量叫做能量密度,其值為B2/2μ,式中B是磁感應(yīng)強度,μ是磁導(dǎo)率,在空氣中μ為一已知常量.請利用下面的操作推導(dǎo)條形磁鐵磁極端面附近的磁感應(yīng)強度B:用一根端面面積為A的條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P,再用力將鐵片與磁鐵緩慢拉開一段微小距離Δl,并測出拉力F,如圖所示.因為距離很小,F可視為恒力.
(3)利用霍爾效應(yīng)原理制造的磁強計可以用來測量磁場的磁感應(yīng)強度.磁強計的原理如圖所示:將一體積為a×b×c的長方體導(dǎo)電材料,放在沿x軸正方向的勻強磁場中,已知材料中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的帶電粒子數(shù)為n,帶電粒子的電量為q,導(dǎo)電過程中,帶電粒子所做的定向移動可認(rèn)為是勻速運動.當(dāng)材料中通有沿y軸正方向的電流I時,穩(wěn)定后材料上下兩表面間出現(xiàn)恒定的電勢差U.
①請根據(jù)上述原理導(dǎo)出磁感應(yīng)強度B的表達式.
②不同材料中單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的帶電粒子數(shù)n不同,請利用題目中所給的信息和所學(xué)知識分析制作磁強計應(yīng)采用何種材料.
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