【题目】如右图,空间某区域内存在沿水平方向的匀强磁场,一正方形闭合金属线框自磁场上方某处释放后穿过磁场,整个过程线框平面始终竖直,线框边长小于磁场区域上下宽度。以线框刚进入磁场时为计时起点,下列描述线框所受安培力F随时间t变化关系的图中,可能正确的是
A. B. C. D.
【答案】BCD
【解析】线框受重力作用加速下落,进入与离开磁场时受到安培力作用。若安培力等于重力,线框做匀速运动,此时,完全进入后只受重力,线框加速,刚要离开时的速度大于完全进入时的速度,故安培力大于重力,故A错误;若线框进入磁场时恰好重力等于安培力,完全进入后只受重力,线框加速,离开磁场时安培力大于重力,速度减小,故B正确;若重力小于安培力,由可知,线框做加速度减小的减速运动,安培力随速度的减小而减小,完全进入后只受重力,线框加速,离开磁场时安培力大于重力,速度减小,进入过程与离开过程可能安培力变化情况可能完全相同,故C正确;若进入时重力大于安培力,由,则做加速度减小的加速运动,离开磁场时安培力大于重力,做加速度减小的减速运动,故D正确,故选BCD.
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【题目】如图所示,长为2L=20cm内壁光滑的气缸放在水平面上,气缸和活塞气密性良好且绝热,活塞的横截面积为s=10cm2,活塞与墙壁之间连接一根劲度系数为k= 50N/m的轻弹簧。当缸内气体温度为=27℃时,活塞恰好位于气缸的中央位置,且轻弹簧处于原长状态。已知气缸与活塞的总质量为M=4kg,气缸与水平面间的动摩擦因数为,大气压强为, 重力加速度为g=10m/s2。现用电热丝对缸内气体缓慢加热,当活塞移到气缸最右端时,缸内气温是多少?
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【题目】如图所示,足够长的固定平行粗糙金属双轨MN、PQ相距d=0.5m,导轨平面与水平面夹角α=30°,处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=0.5T的匀强磁场中。长也为d的金属棒ab垂直于导轨MN、PQ放置,且始终与导轨接触良好,棒的质量m=0.1kg,电阻R=0.1Ω,与导轨之间的动摩擦因数,导轨上端连接电路如图所示。已知电阻R1与灯泡电阻R2的阻值均为0.2Ω,导轨电阻不计,取重力加速度大小g=10 m/s2。
(1)求棒由静止刚释放瞬间下滑的加速度大小a;
(2)假若棒由静止释放并向下加速运动一段距离后,灯L的发光亮度稳定,求此时灯L的实际功率P和棒的速率v。
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【题目】宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统,其中有一种三星系统如图所示,三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点,三角形边长为R,忽略其他星体对它们的引力作用,三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动,万有引力常量为G,则( )
A. 每颗星做圆周运动的线速度为
B. 每颗星做圆周运动的角速度为
C. 每颗星做圆周运动的周期为
D. 每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关
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【题目】如图所示,在光滑水平地面上放置质量M=2 kg的长木板,木板上表面与固定的竖直弧形轨道相切。一质量m=1 kg的小滑块自A点沿弧面由静止滑下,A点距离长木板上表面高度h=0.6 m。滑块在木板上滑行t=1 s后,和木板以共同速度v=1 m/s匀速运动,取g=10 m/s2。求:
(1)滑块与木板间的摩擦力大小;
(2)滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功;
(3)滑块相对木板滑行的距离。
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【题目】光电倍增管可将光信号转化为电信号并逐级放大,其前两个平行倍增极结构如图。当频率为的入射光照射到第1倍增极的上表面MN时,极板上表面逸出大量速率不同、沿各个方向运动的光电子,空间加上垂直纸面的匀强磁场,可使从MN逸出的部分光电子打到第2倍增极的上表面PQ。已知第1倍增极金属的逸出功为W,两个倍增极长度均为d,水平间距为,竖直间距为,光电子电量为e、质量为m,普朗克常量为h,仅考虑光电子在纸面内运动且只受洛伦兹力作用。
(1)求从MN上逸出的光电子的最大速率。
(2)若以最大速率、方向垂直MN逸出的光电子可以全部到达PQ,求磁感应强度的大小和方向。
(3)若保持(2)中的磁场不变,关闭光源后,发现仍有光电子持续击中PQ,求关闭光源后光电子持续击中PQ的时间。
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【题目】如图所示,在水平方向的匀强电场中,一质量为m的带电小球用一轻绳连接恰好在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动,运动轨迹上均匀地分布着A、B、C、D、F、G、H和P点,OA垂直于电场强度方向.已知小球带电量为q(q>0),电场强度,则下列说法正确的是
A. 小球在A点速度为
B. 小球运动至C点和H点时绳子拉力相等
C. 小球运动过程中绳子的最大拉力为
D. 小球运动过程中的最小速度为
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【题目】雨滴在空中下落时,由于空气阻力的影响,最终会以恒定的速度匀速下降,我们把这个速度叫做收尾速度.研究表明,在无风的天气条件下,空气对下落雨滴的阻力可由公式f=CρSv2来计算,其中C为空气对雨滴的阻力系数(不同空间为不同常量),ρ为空气的密度(不同空间密度不同),S为雨滴的有效横截面积(即垂直于速度 方向的横截面积).
已知雨滴下落空间范围内的空气密度为ρ0,空气对雨滴的阻力系数为C0,雨滴下落时可视为球形,半径均为R,每个雨滴的质量均为m,且在到达地面前均已达到收尾速度,重力加速度为g.
(1)求雨滴在无风的天气条件下沿竖直方向下落时收尾速度的大小
(2)若根据云层高度估测出雨滴在无风的天气条件下由静止开始竖直下落的高度为h,求每个雨滴在竖直下落过程中克服空气阻力所做的功.
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【题目】某物理兴趣小组设计了如图a所示的欧姆表电路,通过控制电键S和调节电阻箱,可使欧姆表具有“×1”和“×10”两种倍率。所用器材如下:
A.干电池:电动势E= l.5V,内阻r=1.0Ω
B.电流表G :满偏电流Ig= 1mA,内阻Rg =150Ω
C.定值电阻R1= 1200Ω
D.电阻箱R2和R3:最大阻值都为999. 9Ω
E.电阻箱R4:最大阻值9999Ω
F.电键一个,红、黑表笔各1支,导线若干
(1)该实验小组按图a正确连接好电路。当电键S断开时,将红、黑表笔短接,调节电阻箱R2=___________Ω,使电流表达到满偏,此时闭合电路的总电阻叫做欧姆表的内阻R内,则R内=_________Ω,欧姆表的倍率是_________(选填“×1”、“×10”)。
(2)闭合电键S:
第一步:调节电阻箱R2和R3,当R2=_________Ω且R3=________Ω时,将红、黑表笔短接,电流表再次满偏;
第二步:在红、黑表笔间接入电阻箱R4,调节R4,当电流表指针指向图b所示的位置时,对应的欧姆表的刻度值为_____________Ω.
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