【題目】如圖所示,C1D1E1F1和C2D2E2F2是距離為L的相同光滑導(dǎo)軌,C1D1和E1F1為兩段四分之一的圓弧,半徑分別為r1=8r和r2=r.在水平矩形D1E1E2D2內(nèi)有豎直向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.導(dǎo)體棒P、Q的長度均為L,質(zhì)量均為m,電阻均為R,其余電阻不計,Q停在圖中位置,現(xiàn)將P從軌道最高點無初速度釋放,則:
(1)求導(dǎo)體棒P進入磁場瞬間,回路中的電流的大小和方向(順時針或逆時針);
(2)若P、Q不會在軌道上發(fā)生碰撞,棒Q到達E1E2瞬間,恰能脫離軌道飛出,求導(dǎo)體棒P離開軌道瞬間的速度;
(3)若P、Q不會在軌道上發(fā)生碰撞,且兩者到達E1E2瞬間,均能脫離軌道飛出,求回路中產(chǎn)生熱量的范圍.
【答案】(1)方向逆時針(2) (3)3mgr≤Q≤4mgr.
【解析】(1)導(dǎo)體棒P由C1C2下滑到D1D2,根據(jù)機械能守恒定律: ,vD=4
導(dǎo)體棒P到達D1D2瞬間:
E=BLvD
回路中的電流
方向逆時針
(2)棒Q到達E1E2瞬間,恰能脫離軌道飛出,此時對Q:mg=,vQ=
設(shè)導(dǎo)體棒P離開軌道瞬間的速度為vP,根據(jù)動量守恒定律:mvD=mvP+mvQ,
代入數(shù)據(jù)得:vP=3
(3)由(2)若導(dǎo)體棒Q恰能在到達E1E2瞬間飛離軌道,P也必能在該處飛離軌道.根據(jù)能量守恒,回路中產(chǎn)生的熱量Q1=mvD2-mvP2-mvQ2=3mgr
若導(dǎo)體棒Q與P能達到共速v,則根據(jù)動量守恒:mvD=(m+m)v
v=2
回路中產(chǎn)生的熱量Q2=mvD2- (m+m)v2=4mgr
綜上所述,回路中產(chǎn)生熱量的范圍是3mgr≤Q≤4mgr.
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【題目】如圖所示,為一兒童在玩滑板車的情景,他一只腳用力蹬地后,可使車與人一起向前加速而獲得相等的速度,兒童的質(zhì)量為M,滑板車的質(zhì)量為m,兒童與滑板車之間的動摩擦因數(shù)為μ,若兒童蹬地過程獲得向前的動力恒為F,滑板車向前運動時受到地面的摩擦力恒為f,則兒童蹬地過程中下列結(jié)論正確的是
A. 兒童與滑板車之間的摩擦力一定等于μMg
B. 兒童與滑板車之間的摩擦力一定等于
C. F一定等于f
D. 若兒童能成功完成該動作,則
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【題目】質(zhì)量為5×103 kg的汽車,由靜止開始沿平直公路行駛,當(dāng)速度達到一定值后,關(guān)閉發(fā)動機滑行,v-t圖像如圖所示,則在汽車行駛的整個過程中,求:發(fā)動機做功WF;汽車克服摩擦力做功Wf.
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【題目】關(guān)于近代物理,下列說法正確的是( )
A. 輕核聚變反應(yīng)方程H+H He+X中,X表示電子
B. α粒子散射實驗現(xiàn)象揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)
C. 已知用紅光或紫光照射金屬鉀表面均有光電子逸出,則用紫光照射時,逸出的光電子的最大初動能較大
D. 基態(tài)的一個氫原子吸收一個光子躍遷到n=3的激發(fā)態(tài)后,一定能發(fā)射2種頻率的光子
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【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組進行了如下實驗:如圖所示,在一端封閉的光滑細玻璃管中注滿清水,水中放一個紅蠟做成的小圓柱體R(R視為質(zhì)點),將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合,在R從坐標(biāo)原點以速度=3cm/s勻速上浮的同時,玻璃管沿x軸正方向做初速度為零的勻加速直線運動.
(1)同學(xué)們測出某時刻R的坐標(biāo)為(4cm,6cm),此時R的速度大小為________cm/s.R的加速度大小為______cm/s(填選項字號).
(2)R在上升過程中運動軌跡的示意圖是圖中的______(填選項序號).
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【題目】為了研究過山車的原理,某同學(xué)提出了下列設(shè)想:取一個與水平方向夾角α=30°、長L=2.0m的粗糙傾斜軌道AB,通過水平軌道BC與豎直圓軌道相連,出口為水平軌道DE,整個軌道除AB段以外都是光滑的,其中AB與BC軌道以微笑圓弧相接,如圖所示,一個質(zhì)量m=0.5kg的小物塊以初速度=3.0m/s從某一高度處水平拋出,到A點時的速度方向恰沿AB方向,并沿傾斜軌道滑下,已知物塊與傾斜軌道間的動摩擦因數(shù)。()
(1)求小物塊到達B點時的速度大。
(2)若小物塊在圓軌道最低點D時對D點的壓力大小為20N,求圓軌道的半徑。
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【題目】如圖所示,生產(chǎn)車間有兩個相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙,甲的速度為v0.小工件離開甲前與甲的速度相同,并平穩(wěn)地傳到乙上,乙的寬度足夠大,速度為v1.則:
A. 在地面參考系中,工件做類平拋運動
B. 在乙參考系中,工件在乙上滑動的軌跡是直線
C. 工件在乙上滑動時,受到乙的摩擦力方向不變
D. 工件沿垂直于乙的速度減小為0時,工件的速度等于v1
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【題目】某同學(xué)對實驗室的一個多用電表中的電池進行更換時,發(fā)現(xiàn)里面除了一節(jié)1.5 V的干電池外,還有一個方形的層疊電池.為了測定層疊電池的電動勢和內(nèi)阻,實驗室中提供了如下器材:
A.電流表A1(滿偏電流10 mA,內(nèi)阻10 Ω)
B.電流表A2(0~0.6 A~3 A,內(nèi)阻未知)
C.滑動變阻器R0(0~100 Ω,1.0 A)
D.定值電阻R(阻值990 Ω)
E.開關(guān)S與導(dǎo)線若干
(1)該同學(xué)根據(jù)現(xiàn)有的實驗器材,設(shè)計了合理的電路.請你在右上側(cè)的方框內(nèi)畫出相應(yīng)的電路圖______.
(2)該同學(xué)根據(jù)上述設(shè)計的實驗電路測出多組數(shù)據(jù),繪出如下圖所示的I1-I2圖線(I1為電流表A1的示數(shù),I2為電流表A2的示數(shù)),則由圖線可以得到被測電池的電動勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.(保留兩位有效數(shù)字)
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【題目】某實驗小組設(shè)計了如圖甲的電路,其中RT為熱敏電阻,電壓表量程為3 V,內(nèi)阻RV約10 kΩ,電流表量程為0.5 A,內(nèi)阻RA=4.0 Ω,R為電阻箱。
(1) 該實驗小組首先利用該電路進行描繪熱敏電阻的伏安特性曲線的實驗。閉合開關(guān),調(diào)節(jié)電阻箱,記錄不同情況下電壓表示數(shù)U1、電流表的示數(shù)I和電阻箱的阻值R,在I-U坐標(biāo)系中,將各組U1、I的數(shù)值標(biāo)記在相應(yīng)位置,描繪出熱敏電阻的部分伏安特性曲線,如圖乙中曲線所示。為了完成該實驗,應(yīng)將導(dǎo)線c端接在________(選填“a”或“b”)點;
(2)利用(1)中記錄的數(shù)據(jù),通過分析計算可得外電路的電壓U2、U2的計算式為______________________;(用U1、I、R和RA表示)
(3)實驗小組利用(2)中的公式,計算出各組的U2,將U2和I的數(shù)據(jù)也描繪在I-U坐標(biāo)系中,如圖乙中直線所示,根據(jù)圖象分析可知,電源的電動勢E=____V,內(nèi)電阻r=______Ω;
(4)實驗中,當(dāng)電阻箱的阻值調(diào)到6 Ω時,熱敏電阻消耗的電功率P=_________W。(保留兩位有效數(shù)字)
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