題目列表(包括答案和解析)
一根輕且不可伸長細(xì)線穿過轉(zhuǎn)軸水平固定的光滑定滑輪,線的兩端各系一個質(zhì)量均為M的同樣物體,其中一個物體的側(cè)面爬有質(zhì)量為m的蟑螂。開始維持兩物體不動,并且爬有蟑螂的物體比另一物體高H。放開兩物體,當(dāng)它們并排時,蟑螂垂直于所在物的側(cè)面輕輕跳開,并抓住向上運動的第二個物體。求:
(1)兩物體第一次并排時兩物體的速度大小;
(2)經(jīng)過多少時間兩物體又并排;
(3)帶有蟑螂的第二個物體上升的最大高度。
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一個有一定厚度的圓盤,可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動,用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動時的角速度。
實驗器材:電磁打點計時器、米尺、紙帶、復(fù)寫紙片。
實驗步驟:
(1)如圖1所示,將電磁打點計時器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后,固定在待測圓盤的側(cè)面上,使得圓盤轉(zhuǎn)動時,紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上。
(2)啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動,同時接通電源,打點計時器開始打點。
(3)經(jīng)過一段時間,停止轉(zhuǎn)動和打點,取下紙帶,進(jìn)行測量。
① 由已知量和測得量表示的角速度的表達(dá)式為ω= 。式中各量的意義是:
.
② 某次實驗測得圓盤半徑r=5.50×10-2m,得到紙帶的一段如圖2所示,求得角速度為 。
(1),T為電磁打點計時器打點的時間間隔,r為圓盤的半徑,x2、x1是紙帶上選定的兩點分別對應(yīng)的米尺的刻度值,n為選定的兩點間的打點數(shù)(含兩點)。 (2)6.8/s。 |
一、選擇題:1、C 2、BD 3、A 4、B 5、AB 6、BCD 7、C 8、A
9、C 10、AD 11、BC 12、C
二、實驗題(本題共2小題共18分)將答案填在橫線上或作圖和連線.
13、(6分)CFEBAD
14、(12分)(1)E;C
(2)甲
(3)連接實物圖
(4)①變大 ②10Ω
(1)每空1分(2)2分(3)4分(4)每空2分。
三、本大題共四小題共計54分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題.答案中必須明確寫出數(shù)值和單位
15、(12分)(1)兩物體第一次并排時蟑螂下降了H/2,兩物體速度大小總是相等,可以從能量角度分析。
(2分)
由此得 (2分)
(2)蟑螂在垂直于下降物體側(cè)面跳開時具有豎直速度,這等于它所離開的物體的速度,這樣跳運并不影響此物體速度。但是當(dāng)蟑螂抓住第二個物體側(cè)面后,系統(tǒng)速度變了。系統(tǒng)的一部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能?傻刃幚,根據(jù)動量守恒定律求新速度。兩物體以速度v1一起運動,蟑螂以同樣大小、但相反方向的速度迎面飛去,經(jīng)這樣“碰撞”后速度為
(1分)
(1分)
第一物體以此初速度向下運動的加速度等于 (1分)
第一物體運動到最低點所需時間等于 (1分)
再經(jīng)過時間t兩物體相齊,則所求時間為
(2分)
(3)相對相遇點,帶有蟑螂的物體上升高度為
(2分)
16、(13分)(1)質(zhì)子射入磁場后做勻速圓周運動,有
evB=mv2/r (2分)
可得v=eBr/m (1分)
(2)質(zhì)子沿x軸正向射入磁場后經(jīng)1/4圓弧后以速度v垂直于電場方向進(jìn)入電場,周期為
(1分)
在磁場中運動的時間
t1=T/4=πm/2eB (1分)
進(jìn)入電場后做拋物線運動,沿電場方向運動r后到達(dá)y軸,因此有
(1分)
t2= (1分)
所求時間為t= t1+ t2= (1分)
(3)質(zhì)子在磁場中轉(zhuǎn)過120°角后從P點垂直電場線進(jìn)入電場,如圖所示!
P點距y軸的距離
x1=r+rsin30°=1.5r (1分)
因此可得質(zhì)子從進(jìn)入電場至到達(dá)y軸所需時間為 = (1分)
質(zhì)子在電場中沿y軸方向做勻速直線運動,因此有
(1分)
質(zhì)子到達(dá)y軸的位置坐標(biāo)為 即(0,r+) (1分)
圖 (1分)
17、(14分)金屬棒a b從靜止開始運動至X0=
y′=0.8sin(X0)m (1) (2分)
設(shè)金屬棒在X0處的速度為V′,切割磁感線運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為E′
E′=B y′V′ (2) (2分)
此時電路中消耗的電功率為P′
P′= (3) (3分)
此過程中安培力對金屬棒做功為W安,根據(jù)動能定理
mgsin370•S -μmgcos370 •S- W安 = m V′2 (4) (4分)
由(1)~(4)式聯(lián)解得 W安 = 3.8 J (3分)
18
11
18、(15分)(1)滑塊到b點瞬間,滑塊與小車在水平方向上有共同速度,設(shè)為滑塊小車系統(tǒng)水平方向上動量守恒: ①(2分)
(2)滑塊至b點瞬間,設(shè)滑塊速度為v,取車上表面為重力勢能零勢面系統(tǒng)機械能守恒: ②(2分)
設(shè)過程中車上表面和環(huán)的彈力對滑塊共做功WN,對滑塊應(yīng)用動能定理有:
③(2分)
由①②③得: ④(2分)
(3)滑塊越過b點后,相對小車作豎直上拋運動,隨后,將再度從b點落入圓球,小車進(jìn)一步被加速,當(dāng)滑塊滑回小車的上表面時,車速最大,設(shè)此時滑塊速度為,車速為
系統(tǒng)動量守恒: ⑤(2分)
系統(tǒng)機械能守恒: ⑥(2分)
聯(lián)立⑤⑥解得: ⑦(3分)
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