【题目】如图所示,一个竖直的光滑圆形管道固定在水平面上,管道内有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,下列说法中正确的是
A. 小球通过管道最低点时,小球对管道的压力可能为零
B. 小球通过管道最低点时,管道对地的压力可能为零
C. 小球通过管道最高点时,小球对管道的压力可能为零
D. 小球通过管道最高点时,管道对地的压力可能为零
【答案】CD
【解析】试题分析:球通管道低点时,向心力向上,根据牛顿第二定律知球所受合力向上,则管道下壁对球必有竖直向上的支持力,球对管道下壁必有竖直向下的压力,故A错误;此时对管道受力分析,管道所受合力为零,球对它的压力和重力都竖直向下,则地面对管道竖直向上的支持力必不为零,故B错误;设管道半径R,球质量m,球通高点速度v,管道对球有向上的作用力N,根据牛顿第二定律:,当时,N=0,根据牛顿第三定律,即小球对管道的压力,故C正确;小球通过管道最高点时,设管道对球有向下的作用力N,根据牛顿第二定律:,管道上壁对球的压力,根据牛顿第三定律,球对管道的支持力,对管道受力分析有地面对管道的支持力,当时,,根据牛顿第三定律,管道对地的压力,故D确。
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【题目】在科学研究中常用电场和磁场来控制带电粒子的运动,如图甲所示是一种电荷扩束装置,它由粒子源、加速电场、扩束电场组成。其工作原理可简化为如下过程:粒子源产生的同种带正电粒子(粒子重力忽略不计)经加速电场加速后,以速度v0连续不断地沿平行于平行金属板A和B的方向从两极板正中央射入匀强扩束电场。 已知金属板长为L,相距为d.
(1)当两板间电压U1=U0时,粒子恰好打在下极板B的中点.求带电粒子的比荷;
(2)若AB间加如图乙所示的方波形电压,其周期,从t=0开始,前内UAB=,后内UAB=,上述粒子仍然以速度v0沿原来方向持续射入电场,求射出电场时粒子束的宽度D;
(3)若紧贴极板右侧建立xOy坐标系,O点为极板右侧的中点,在坐标系的第I、IV象限某区域内存在一个圆形的匀强磁场区域,磁场方向垂直于xOy坐标平面,要使从最下方射出的粒子经磁场偏转后经过坐标为(2d,2d)的P点出磁场,求磁感应强度B的最大值.
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【题目】匀强磁场方向垂直纸面,规定垂直纸面向里的方向为正,磁感应强度B随时间t变化规律如图甲所示。在磁场中有一细金属圆环,圆环平面位于纸面内,如图乙所示。令I1、I2、I3分别表示Oa、ab、bc段的感应电流,F1、F2、F3分别表示I1、I2、I3时,金属环上很小一段受到的安培力。则
A. I1沿顺时针方向,I2沿逆时针方向
B. I2沿逆时针方向,I3沿顺时针方向
C. F2方向背离圆心向外,F3方向指向圆心
D. F1方向指向圆心,F2方向指向圆心
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【题目】实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联,测量实际电流表G1内阻r1的电路如图1所示,供选择的仪器如下:
①待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω);
②电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω);
③定值电阻R1(300Ω);
④定值电阻R2(10Ω);
⑤滑动变阻器R3(0~1000Ω);
⑥滑动变阻器R4(0~20Ω);
⑦干电池(1.5V);
⑧电键S及导线若干.
按电路连接电路,多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2读数I1、I2,作出相应的图线,如图所示
(1)定值电阻应选_______,滑动变阻器应选________.(在空格内填写序号);
(2)根据I2-I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式_______。
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【题目】MN为水平放置的光屏,在其正下方有一半圆柱玻璃砖,玻璃砖的平面部分ab与光屏平行且过圆心O,平面ab与屏间距离为d=0.2m,整个装置的竖直截面如图所示,在O点正下方有一光源S,发出的一束单色光沿半径射入玻璃砖,通过圆心O再射到屏上.现使玻璃砖在竖直面内以O点为圆心沿逆时针方向以角速度缓慢转动,在光屏上出现了移动的光斑.已知单色光在这种玻璃中的折射率为,求:
①当玻璃砖由图示位置转动多长时间屏上光斑刚好彻底消失;
②玻璃砖由图示位置转到光斑刚好彻底消失的过程中,光斑在屏上移动的距离s.
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【题目】如图,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上置有一金属棒MN。t=0时起释放棒,并给棒通以图示方向的电流,且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好。则棒的速度v随时间t变化的可能是( )
A. A B. B C. C D. D
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【题目】如图所示,空间存在垂直纸面向里的有界匀强磁场,磁场区域宽度为2L,以磁场左边界为坐标原点建立x轴.一边长为L的正方形金属线框abcd,在外力作用下以速度v匀速穿过匀强磁场.从线框cd边刚进磁场开始计时,线框中产生的感应电流i、线框ab边两端的电压Uab、线框所受安培力F、穿过线圈的磁通量Φ随位移x的变化图像正确的是
A. B. C. D.
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【题目】由爱因斯坦光电效应方程可以画出光电子的最大初动能和入射光的频率的关系,如图所示,以下说法错误的是
A. v0表示极限频率
B. P的绝对值等于逸出功
C. 直线的斜率表示普朗克常量h的大小
D. 图线表明光电子的最大初动能与入射光频率成正比
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【题目】水平固定放置的足够长的U形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金属棒ab,开始时ab棒以水平初速度v0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程( )
A. 电流所做的功相等
B. 通过ab棒的电量相等
C. 产生的总热能相等
D. 安培力对ab棒所做的功不相等
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