【题目】两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边垂直于水平面,质量均为m的金属细杆mb、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ,导轨电阻不计,回路总电阻为2R,整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中,ab杆在平行于水平导轨的恒定拉力F作用下由静止开始向右运动,同时将cd杆紧贴轨道由静止释放,当ab杆向右运动距离s时,刚好沿导轨做匀速直线运动(重力加速度为g)。
(1)求ab杆沿导轨匀速运动时的速度大小;
(2)求从ab杆开始运动到刚好匀速的整个过程中回路电流产生的焦耳热;
(3)求当mb杆向右刚好做匀速直线运动时cd杆的速度
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【题目】如图所示,在平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线,以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系。四个相同的闭合圆形线圈在四个象限中完全对称放置,两条长直导线中电流大小与变化情况相同,电流方向如图所示,当两条导线中的电流都开始均匀增大时,四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是
A. 线圈a中有感应电流
B. 线圈b中有感应电流
C. 线圈c中有顺时针方向的感应电流
D. 线圈d中有逆时针方向的感应电流
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【题目】如图所示,把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球穿在沿水平x轴的光滑杆上,能够在杆上自由滑动。把小球沿x轴拉开一段距离,小球将做振幅为R的振动,O为振动的平衡位置。另一小球B在竖直平面内以O′为圆心,在电动机的带动下,沿顺时针方向做半为径R的匀速圆周运动。O与O′在同一竖直线上。用竖直向下的平行光照射小球B,适当调整B的转速,可以观察到,小球B在x方向上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。已知弹簧劲度系数为k,小球A的质量为m,弹簧的弹性势能表达式为,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的形变量。
a.请结合以上实验证明:小球A振动的周期。
b.简谐运动的一种定义是:如果质点的位移x与时间t的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。请根据这个定义并结合以上实验证明:小球A在弹簧作用下的振动是简谐运动,并写出用已知量表示的位移x与时间t关系的表达式。
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【题目】2017年4月20日,中国第一艘货运飞飞船“天舟一号”发射升空,并与在轨运行的“天宫二号”成功交会对接,开展了一系列任务,验证了空间站货物补给、推进剂在轨补加等关键技术。设地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,两者对接后一起绕地球运行的轨道可视为圆轨道,离地面的高度为kR,运行周期为T。则下列说法正确的是( )
A. 对接前,“天舟一号”可以先到达比“天宮二号”的轨道半径小的轨道然后加速对接
B. 对接前,“天舟一号”可以先到达与“天宫二号”的轨道半径相同的轨道然后加速对接
C. 对接后,飞船的加速度大小为a=
D. 对接后,飞船的速度大小为v=
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【题目】倾角θ=30°的斜面体固定在水平面上,在斜面体的底端附近固定一挡板,一质量不计的弹簧下端固定在挡板上,弹簧自然伸长时其上端位于斜面体上的O点处.质量分别为4m、m的物块甲和乙用一质量不计的细绳连接,跨过固定在斜面体顶端的光滑定滑轮,如图所示.开始物块甲位于斜面体上的M处,且MO=L,物块乙开始距离水平面足够远,现将物块甲和乙由静止释放,物块甲沿斜面下滑,当物块甲将弹簧压缩到N点时,物块甲、乙的速度减为零,ON=.已知物块甲与斜面体之间的动摩擦因数为μ=
,重力加速度取g=10 m/s2,忽略空气的阻力,整个过程细绳始终没有松弛.则下列说法正确的是( )
A. 物块甲由静止释放到斜面体上N点的过程,物块甲先做匀加速直线运动,紧接着做匀减速直线运动直到速度减为零
B. 物块甲在与弹簧接触前的加速度大小为0.5 m/s2
C. 物块甲位于N点时,弹簧所储存的弹性势能的最大值为mgL
D. 物块甲位于N点时,弹簧所储存的弹性势能的最大值为mgL
【答案】BC
【解析】释放物块甲、乙后,物块甲沿斜面加速下滑,当与弹簧接触时,开始压缩弹簧,弹簧产生沿斜面向上的弹力,物块甲做加速度减小的加速运动,当把弹簧压缩到某一位置时,物块甲沿斜面受力平衡,速度达到最大,之后物块甲做加速度增大的减速运动,A错误;对物块甲、乙,根据牛顿第二定律有,其中
,解得
,B正确;以物块甲和乙为研究对象,从M点运动到N点,在N点弹簧压缩最短,弹性势能最大,由动能定理得
,解得
,弹性势能的变化量
,C正确,D错误。
【题型】多选题
【结束】
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【题目】为测量物块和木板间的动摩擦因数,某同学做了如下实验:
实验器材:两个同样的长木板,小滑块,垫块,刻度尺.
实验步骤:
a.按照图示将一个长木板水平放置,另一个长木板用垫块将左端垫高.
b.在倾斜长木板的斜面上某一位置作一标记A,使小滑块从该位置由静止释放,小滑块沿倾斜长木板下滑,再滑上水平长木板,最后停在水平长木板上,在停止位置作一标记B.
c.用刻度尺测量________和________,则可求出小滑块和长木板间的动摩擦因数μ=________(用所测物理量的符号表示).
误差分析:影响实验测量准确性的主要原因有:________________(任意写一条).
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【题目】如图所示,有两根长均为L,质量均为m的细导体棒a, b,其中a被水平放置在倾角为450的光滑绝缘斜面上,b被水平固定在斜面的右侧,且.a、b在同一水平面上保持相互平行。当两棒通以大小均为I的电流时,a'恰好在斜面上保持静止,重力加速度为g,下列关于b棒在a处产生的磁场的说法中,正确的是
A. 方向一定竖直向下 B. 方向一定竖直向上
C. 大小一定为 D. 大小一定为
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【题目】下列说法正确的是______
A.图A中,P、Q是偏振片,M是光屏,当P固定不动,缓慢转动Q时,光屏M上的光亮度将会变化,此现象表明光波是横波
B.图B是双缝干涉示意图,若只减小屏到档板间的距离L,两相邻亮条纹间距离将减小
C.根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场周围一定能产生电磁波
D.利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长,容易发生衍射
E.人站在路边,一辆汽车响着喇叭从人身边疾驰而过,人听到喇叭的音调会由低变高
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【题目】如图所示,倾角为θ的光滑斜面足够长,一质量为m的小物体,在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动,经过时间t,力F做功为60J,此后撤去力F,物体又经过相同的时间t回到斜面底端,若以地面为零势能参考面,则下列说法中正确的是( )
A. 物体回到斜面底端的动能为60J
B. 恒力F=2mgsinθ
C. 撤去力F时,物体的重力势能是45J
D. 动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后
【答案】ACD
【解析】试题分析:物体静止开始从斜面底端开始运动知道最后返回斜面底端,此过程斜面光滑没有摩擦力做功,重力做功为0,根据动能定理有Ek-0=WF=60J,选项A对。撤去F前,加速度a=-gsinθ,撤去F后,加速度a'=gsinθ。根据力F撤去前后位移等大反向,判断撤去前后平均速度等大方向,由于撤去前后都是匀变速所以有
,整理得a'=3a,即F=
mgsinθ,选项B错。撤去力F前,力F做功Fs=
mgsinθ·s=60J,重力做功-mgsinθ·s =45J,所以撤出力F时,物体的重力势能是45J选项C对。力F撤去前,合力
mgsinθ小于重力沿斜面的分力mgsinθ,即合力做功小于克服重力做功,增加的动能小于增加的重力势能,撤去力F之前一定是重力势能大于动能,最返回斜面时重力势能为0,小于动能,所以动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后选项D对。
考点:动能定理 牛顿运动定律
【名师点睛】
【题型】单选题
【结束】
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【题目】将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面.测量出小球质量m、平抛运动的竖直位移h(即桌面高度)以及________,就可以测出弹簧被压缩后的弹性势能为________.(结果用测量量表示,已知重力加速度大小为g).
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【题目】如图所示,在水平地面上有一木板A,木板A长L=6m,质量为M=8kg, 在水平地面上向右做直线运动。某时刻木板A速度v0=6m/s,在此时刻对木板A 施加一个方向水平向左的恒力F=32N,与此同时,将一个质量m=2kg的小物块B 轻放在木板A上的P点(小物块可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),P点到木板A右端距离为1m,木板A与地面间的动摩擦因数为=0.16,小 物块B与长木板A间有压力,由于A、B间光滑不存在相互的摩擦力,A、B是各自独立 的物体,不计空气阻力.取g= 10m/s2.求:
(1)小物块B从轻放到木板A上幵始,经多长时间木板A与小物块B速度相同?
(2)小物块B从轻放到木板A上开始至离开木板A的过程,恒力F对木板A所做的功及小物块B离开木板A时木板A的速度?
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