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7.如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球.在水平拉力F作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点.在此过程中重力和拉力的瞬时功率变化情况是(  )
A.重力的瞬时功率先增大,后减小B.重力的瞬时功率的变化无法判断
C.拉力的瞬时功率逐渐增大D.拉力的瞬时功率的变化无法判断

分析 根据小球做圆周运动,速度沿圆周的切线方向,由合力提供向心力,即合力指向圆心,求出水平拉力和重力的关系,根据P=Fvcosα得出拉力瞬时功率的表达式,从而判断出拉力瞬时功率的变化.根据P=mgvcosα分析重力瞬时功率的变化.

解答 解:AB、重力的瞬时功率为 PG=Gvsinθ,由图可知,θ增大,则PG增大,故AB错误;
CD、因为小球是以恒定速率做圆周运动,即它是做匀速圆周运动,那么小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T三者的合力必是沿绳子指向O点,F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上.
设绳子与竖直方向夹角是θ,则 F=Gtanθ
而水平拉力F的方向与速度v的方向夹角也是θ,所以水平力F的瞬时功率是:
PF=Fvcosθ=Gvsinθ
从A到B的过程中,θ是不断增大的,所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的.故C正确,B错误.
故选:C

点评 解决本题的关键掌握瞬时功率的表达式P=Fvcosα,注意明确小球的速率不变说明小球一定是做匀速圆周运动,合力指向圆心,这是解题的关键.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

14.如图甲,两个绝缘的足够大的挡板M、N竖直放置,两板间存在一个竖直向上的匀强电场,另外有一个垂直纸面的匀强磁场,磁场的磁感应强度随时间变化的图象如图乙所示(以垂直纸面向外的方向为正,B0和T0为已知量).在t=$\frac{1}{8}$T0时刻,两个完全相同带正电的小球A、B以相同大小的初速度v0分别从紧贴M、N两板的位置水平射入电磁场中,在t=$\frac{5}{8}$T0两球发生第一次碰撞,假设两个小球之间、小球与挡板之间的碰撞均为弹性碰撞,不计碰撞时间,且每次碰撞小球所带电荷量不变,已知小球的比荷为$\frac{32π}{3{B}_{0}{T}_{0}}$,且小球所受电场力大小等于重力的大小,重力加速度为g,不考虑空气阻力及磁场变化产生的电场,则

(1)求电场强度E的大小;
(2)画出两个小球的运动轨迹并求出两板间距d的大小;
(3)求出两个小球所有的碰撞时刻.

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

15.利用如图1所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M=200.0g,钩码的质量为m=10.0g,打点计时器的电源为50Hz的交流电.

(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到小车做匀速运动.
(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图2所示.选择某一点为O,一次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离△x,记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v,其中打出计数点“1”时小车的速度v1=0.228m/s.
(3)将钩码的重力视位小车受到的拉力,取g=9.80m/s2,利用W=mg△x算出拉力对小车做的功W.利用Ek=$\frac{1}{2}$Mv2算出小车动能,并求出动能的变化量△Ek.计算结果见下表.
W/×10-3J2.452.923.353.814.26
△Ek/×10-3J2.312.733.123.614.00
请根据表中的数据,在答题卡的方格纸上作出△Ek-W图象.
(4)实验结果表明,△Ek总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=0.093N.

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

15.在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在6V、50Hz的交流电源上,自由下落的重锤质量为0.5kg,选出一条理想的纸带如图所示,A、B、C、为连续打出的点,取g=9.8m/s2,O为始起点,则:
(1)打点计时器打B点时,重锤下落的速度VB=0.98m/s,
(2)从起点O到打下点B点的过程中,重锤的重力势能减少量△EP=0.245J,动能的增加量△Ek=0.240J.(△Ep、△Ek均保留三位有效数字).、
(3)造成△EP>△EK的原因是存在摩擦阻力和空气阻力.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

2.如图所示,n=50匝的矩形线圈abcd,边长ab=40cm,bc=50cm,放在磁感强度B=$\frac{0.4}{π}$T的水平向右的匀强磁场中,绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动,转动角速度ω=50πrad/s,线圈的总电阻r=1Ω,线圈与外电路组成串联电路,外电路电阻R=4Ω.试求:
(1)若从图中位置开始计时,写出感应电动势的瞬时值表达式;
(2)线圈从图示位置开始计时,当t=$\frac{T}{6}$时刻电路中的感应电流大小;
(3)1min时间内电阻R上产生的热量Q.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

12.一个物体的运动由速度v1=4m/s和速度v2=3m/s两个分运动组成,关于这个物体的运动速度说法正确的是(  )
A.速度的数值在1-7m/s之间B.速度的值可能为5m/s
C.速度数值可能为7m/sD.速度数值一定为1m/s

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

19.如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于(  )
A.棒的动能增加量B.棒的重力势能增加量
C.棒的机械能增加量D.电阻R上放出的热量

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

16.如图所示,有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点,并偏折到F点,已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°,E、F分别为边AB、BC的中点,则(  )
A.该棱镜的折射率为$\sqrt{3}$
B.光在F点发生全反射
C.光从棱镜进入空气,波长变小
D.从F点出射的光束与入射到E点的光束不平行

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

17.某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆.每过N年,该行星会运行到日地连线的延长线上,如图所示.下列分析正确的是(  )
A.太阳对该行星的引力小于太阳对地球的引力
B.行星、地球、太阳三者共线的时间间隔为0.5N年
C.该行星的公转周期为$\frac{N}{N-1}$年
D.该行星和地球的线速度之比为${({\frac{N-1}{N}})^{\frac{1}{3}}}$

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