【題目】在xOy豎直平面內(nèi)存在水平方向的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為;粗糙細(xì)桿abc在b處彎出長度可忽略的一小段圓弧,ab段長度為l0,與水平方向成37°角,bc段在水平x軸上,c端處在坐標(biāo)原點(diǎn)O。質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶電小環(huán)套在細(xì)桿頂端,由a端從靜止釋放,恰能勻速通過水平段bc。重力加速度為g,(cos37°=0.8,sin37°=0.6)。
(1)求小環(huán)在細(xì)桿abc上運(yùn)動克服摩擦力做的功;
(2)若在x>0的區(qū)域加一豎直方向的勻強(qiáng)電場(圖中未畫出),帶電小環(huán)從c端離開細(xì)桿后能垂直通過y軸上的P點(diǎn),且通過P點(diǎn)時的速度與通過坐標(biāo)原點(diǎn)O時速度大小相等,求所加電場的電場強(qiáng)度E及小環(huán)通過y軸的位置坐標(biāo)P;
(3)若在小環(huán)從P點(diǎn)通過y軸瞬間撤去磁場,通過計算判斷小環(huán)能否在運(yùn)動中垂直撞擊細(xì)桿。
【答案】(1)。 (2),方向豎直向下;(3)小環(huán)不能垂直撞擊細(xì)桿
【解析】
(1)小環(huán)恰能勻速通過bc段,表明細(xì)桿對小環(huán)的摩擦力為0,因此細(xì)桿對小環(huán)的彈力為0,因此有mg-qvB=0①,帶電小環(huán)在ab段運(yùn)動時,由動能定理得②,由①式得速度③,解得④;
(2)加一豎直方向的勻強(qiáng)電場,小環(huán)垂直通過y軸,且兩次通過y軸時速度大小相等,說明其做勻速圓周運(yùn)動,電場力與重力平衡,由①式可判斷小環(huán)帶負(fù)電,所以電場方向豎直向下,且qE-mg=0⑤,設(shè)小環(huán)做圓周運(yùn)動的軌道半徑為R,有⑥,由⑤式得場強(qiáng)大小,方向豎直向下⑦,由③⑥式解得小環(huán)做圓周運(yùn)動的半徑,即小環(huán)通過y軸的位置,故位置坐標(biāo)為⑧;
(3)如果小環(huán)速度垂直細(xì)桿時,速度的偏轉(zhuǎn)角為53°,設(shè)運(yùn)動時間為t,根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律應(yīng)滿足⑨,在時間t內(nèi)小環(huán)下落高度⑩,聯(lián)立③⑨⑩解得,此時小環(huán)離細(xì)桿a端的高度不合題意,即小環(huán)不能垂直撞擊細(xì)桿。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】衛(wèi)星電話在搶險救災(zāi)中能發(fā)揮重要作用.第一代、第二代海事衛(wèi)星只使用地球同步衛(wèi)星,不能覆蓋地球上的高緯度地區(qū).第三代海事衛(wèi)星采用地球同步衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星結(jié)合的方案,它由4顆同步衛(wèi)星與12顆中軌道衛(wèi)星構(gòu)成.中軌道衛(wèi)星高度為10354千米,分布在幾個軌道平面上(與赤道平面有一定的夾角),在這個高度上,衛(wèi)星沿軌道旋轉(zhuǎn)一周的時間為6小時.則下列判斷正確的是( )
A. 中軌道衛(wèi)星的角速度小于地球同步衛(wèi)星
B. 中軌道衛(wèi)星的線速度小于地球同步衛(wèi)星
C. 如果某一時刻中軌道衛(wèi)星、地球同步衛(wèi)星與地球的球心在同一直線上,那么經(jīng)過6小時它們?nèi)栽谕恢本上
D. 在中軌道衛(wèi)星經(jīng)過地面某點(diǎn)的正上方24小時后,該衛(wèi)星仍在地面該點(diǎn)的正上方
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【題目】如圖甲所示,地面上放置有一內(nèi)壁光滑的圓柱形導(dǎo)熱汽缸,汽缸的橫截面積S=2.5×10-3 m2.汽缸內(nèi)部有一質(zhì)量和厚度均可忽略的活塞,活塞上固定一個力傳感器,傳感器通過一根細(xì)桿與天花板固定好.汽缸內(nèi)密封有溫度t0=27 °C,壓強(qiáng)為p0的理想氣體,此時力傳感器的讀數(shù)恰好為0.若外界大氣的壓強(qiáng)p0不變,當(dāng)密封氣體溫度t升高時力傳感器的讀數(shù)F也變化,描繪出F-t圖象如圖乙所示,求:
(1)力傳感器的讀數(shù)為5 N時,密封氣體的溫度t;
(2)外界大氣的壓強(qiáng)p0.
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【題目】天文學(xué)家經(jīng)過長期觀測,在宇宙中發(fā)現(xiàn)了許多“雙星”系統(tǒng),這些“雙星”系統(tǒng)一般與其他星體距離很遠(yuǎn),受到其他天體引力的影響可以忽略不計.根據(jù)對一“雙星”系統(tǒng)的光學(xué)測量確定,此雙星系統(tǒng)中兩個星體的質(zhì)量均為m,而繞系統(tǒng)中心轉(zhuǎn)動的實(shí)際周期是理論計算的周期的k倍〔k<1),究其原因,科學(xué)家推測,在以兩星球球心連線為直徑的球體空間中可能均勻分布著暗物質(zhì).若此暗物質(zhì)確實(shí)存在,其質(zhì)量應(yīng)為
A. B.
C. D.
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【題目】某實(shí)驗(yàn)小組為了探究碰撞中的不變量,在氣墊導(dǎo)軌中央放置一個滑塊Q,另一個滑塊P壓縮導(dǎo)軌左端彈簧片后被鎖定,滑塊 P 上安裝有遮光板 C,其右端粘上橡皮泥,導(dǎo)軌上適當(dāng)位置安裝兩個光電門 A、B 記錄滑塊上遮光板 C分別通過兩光電門的時間,如圖(a)所示。解除滑塊 P 的鎖定,滑塊 P 被彈出與滑塊 Q 相碰后粘合在一起運(yùn)動,P、Q 碰撞前、后的運(yùn)動均為勻速直線運(yùn)動。
(1)為了正常實(shí)驗(yàn)和減小實(shí)驗(yàn)誤差,下列操作必要的是_________
A.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平
B.光電門 A 應(yīng)該靠近滑塊 P
C.遮光板應(yīng)適當(dāng)加寬
D.滑塊 Q 上應(yīng)安裝遮光板
(2)實(shí)驗(yàn)小組用游標(biāo)卡尺測得遮光板的寬度如圖(b)所示,其寬度為__________mm;實(shí)驗(yàn)除了要記錄遮光板通過光電門的時間外,還應(yīng)測定_____________________________。
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【題目】如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2:3,兩端共接有六只相同的小燈泡L1、L2、L3、L4、L5和L6(電阻恒定不變),變壓器的原線圈接有輸出電壓U恒定的交流電源,六只小燈泡均發(fā)光。下列說法正確的是( )
A. L1、L2、L3三只燈泡亮度一定相同
B. 小燈泡L2一定比L4亮
C. 交流電源輸出電壓U是小燈泡L4兩端電壓的4.5倍
D. L1消耗的功率是L2消耗燈泡的2.25倍
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【題目】如圖所示,空間有一正三棱錐P-ABC,D點(diǎn)是BC邊上的中點(diǎn),點(diǎn)是底面ABC的中心,現(xiàn)在頂點(diǎn)P點(diǎn)固定一正的點(diǎn)電荷,則下列說法正確的是( )
A. ABC三點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同
B. 底面ABC為等勢面
C. 將一正的試探電荷從B點(diǎn)沿直線BC經(jīng)過D點(diǎn)移到C點(diǎn),靜電力對該試探電荷先做負(fù)功后做正功
D. 若B、C、D三點(diǎn)的電勢為,則有
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【題目】如圖所示,一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中,且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L,且∠abc=∠bcd=135°.流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I,方向如圖中箭頭所示。關(guān)于導(dǎo)線abed所受到的磁場的作用力的合力,下列說法正確的是( )
A. 方向沿紙面垂直bc向上,大小為(+1)ILB
B. 方向沿紙面垂直bc向下,大小為(+1)ILB
C. 若在紙面內(nèi)將abcd逆時針旋轉(zhuǎn)30°,力的大小不變
D. 若在紙面內(nèi)將abcd逆時針旋轉(zhuǎn)60°,力的大小減半
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【題目】在物理學(xué)發(fā)展的過程中,許多物理學(xué)家的科學(xué)研究推動了人類文明的進(jìn)程。在對以下幾位物理學(xué)家所作科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述中,正確的是
A. 牛頓根據(jù)理想斜面實(shí)驗(yàn)推翻了亞里士多德“力是維持物體運(yùn)動的原因”的觀點(diǎn)
B. 卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn),測定出了萬有引力常量
C. 法拉第通過實(shí)驗(yàn)研究首先發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場
D. 庫侖最早測出了電子的電荷量
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