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【题目】如图所示,竖直平面内有一固定的光滑椭圆大环,其长轴长BD =4 L、短轴长AC =2 L,劲度系数为k的轻弹簧上端固定在大环的中心O,下端连接一个质量为m、电荷量为q,可视为质点的小环.小环刚好套在大环上且与大环及弹簧绝缘,整个装置处在水平向右的匀强电场中.将小环从A点由静止释放、小环运动到B点时速度恰好为0.已知小环在A、B两点时弹簧的形变量大小相等,则 ( )

A. 电场强度的大小

B. 小环从A点运动到B点的过程中,弹簧的弹力不做功

C. 小环从A点运动到B点的过程中,弹簧的弹性势能先减小后增大

D. 小环在A点时受到大环对它的弹力大小F= mg - kL

【答案】C

【解析】已知小环在A、B两点时弹簧的形变量大小相等,弹簧的弹性势能相等,小环从A点运动到B点的过程中,由能量守恒定律得,得,A错误;小环从A点运动到B点的过程中,弹簧从压缩到原长,再到伸长,则弹簧的弹力先做正功再做负功,B错误;小环从A点运动到B点的过程中,弹簧的形变量先减小后增大,则弹簧的弹性势能先减小后增大,C正确;已知小环在A、B两点时弹簧的弹力大小相等,说明在A点弹簧的压缩量等于在B点的伸长量相等,设为x,原长为.则得在A;在B,解得小环在A点时,弹簧压缩量为,受到大环对它的弹力为,D错误

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】同学在做描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验中,可以提供的仪器有:

A.电源E(电动势6V,内阻r=2Ω); B.标号为“4.0V,1.6W”的小灯泡L;

C.电流表A1(量程0.6A,内阻约2Ω); D.电流表A2(量程为3A,内阻约0.5Ω);

E.电压表V(量程6V,内阻约15kΩ); F.滑动变阻器R1(最大阻值10Ω);

G.滑动变阻器R2(最大阻值200Ω); H.开关S,导线若干;

(1)实验中要求加在小灯泡上的电压从零到小灯泡的额定电压连续可调.则滑动变阻器须选用____(填“R1R2),电流表须选用____(填“A1A2”)

(2)请在虚线方框中画出本实验所用的电路原理图_____________

(3)如上图所示为某同学根据正确的实验电路图所测的几组数据画出的I-U图象,如果把两个这样的灯泡和R0=18Ω的定值电阻串联起来接在电源E(电动势6V,内阻r=2Ω)上,如上图,则每只灯泡消耗的实际功率为________W.

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【题目】开口朝上薄壁绝热汽缸内壁光滑,缸底装有电热丝,一定质量理想气体被一个面积为s=2.5×10-4m、质量为m=0.5kg的绝热活塞封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁紧密接触且不计摩擦。初始时,缸内气体温度为t0=27℃,内能为U0= 90J,活塞与缸底距离h0=20cm.现通过电热丝给封闭气体缓慢加热,当气体温度为177℃时,活塞与缸底距离为h.己知理想气体内能U与热力学温度T成正比,大气压强p0= 1.0×105Pa,重力加速度g= 10m/s.求:

(i)封闭气体温度为177℃时,活塞与缸底距离h和气体内能U的大小;

(ii)缓慢加热过程中,封闭气体吸收的热量Q.

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【题目】如下图所示,两平行光滑金属导轨间距,导轨平面与水平面的夹角,上端接有的电阻;导轨内上部有方向垂直轨道面向上、面积的有界均匀磁场,磁感应强度B大小随时间t变化,关系为,且为常量);下部区域ABCD内有大小的匀强磁场,磁场方向垂直轨道面向下,AB、CD与导轨垂直,距离d=1.04m。现将金属棒MN置于两磁场之间的无磁场区域,并与导轨垂直;在t=0时由静止释放金属棒,金属棒以的加速度匀加速通过ABCD区域。已知金属棒质量,且运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,除R外所有电阻均忽略不计,。求

(1)金属棒在ABCD区域中运动时电流大小及方向;

(2)k值及金属棒从静止到通过ABCD区域所用的时间。

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【题目】已知霍尔效应中导体两侧电势差U与通电电流I的关系为等,其中k为霍尔系数(常量)、B为磁感应强度、I为电流、d为导体的厚度,如图甲所示。为验证霍尔效应,实验小组准备了电源、开关、滑动变阻器、保护电阻、一块金属板、电流表、静电计、导线等器材。已连接部分电路,如图乙所示,金属板区域的匀强磁场竖直向上。

(1)用笔画线代替导线______,完成图中电路的连接,要求通过金属板的电流从零逐渐增加。开关闭合前,滑片应置于_________(填“最左端”或“最右端”)。

(2)改变滑片的位置,读出电流表的示数,并用静电计测量金属板_______(填“前后”或“上下”)两表面的电势差。

(3)重复步骤(2),多测几组金属板中U—I的数据,验证霍尔效应中电势差U与电流I的关系,并画出U—I图象

(4)验证了导体两侧电势差U与通电电流I之间遵循关系后,若将磁场方向改为垂直金属板前表面,测得滑动变阻器在某位置时,电流为I,电压为U,该材料的霍尔系数为k,金属板的各边长度图中已标出,则所加磁场的磁感应强度大小B=___________

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【题目】为了测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,某小组设计了如图甲所示的实验装置,其中挡板可固定在桌面上,轻弹簧左端与挡板相连,图中桌面高为h,O1O2ABC点在同一水平直线上.已知重力加速度为g,空气阻力可忽略不计.

实验过程一:如图甲所示,挡板固定在O1点,推动滑块压缩弹簧,滑块移到A处,测量O1A的距离.滑块由静止释放,落在水平面上的P点,测出P点到桌面右端的水平距离为x1.

实验过程二:如图乙所示,将挡板的固定点移到距O1点距离为dO2点,推动滑块压缩弹簧,滑块移到C处,使Q2C的距离与O1A的距离相等。滑块由静止释放,落在水平面上的Q点,测出Q点到桌面右端的水平距离为x2.

(1)为完成本实验,下列说法中正确的是_______

A.必须测出小滑块的质量 B.必须测出弹簧的劲度系数

C.弹簧的压缩量不能太小 D.必须测出弹簧的原长

(2)写出动摩擦因数的表达式μ=________(用题中所给物理量的符号表示)

(3)在进行实验过程二时,发现滑块未能滑出桌面.为了仍能测量小滑块与水平桌面间的动摩擦因数,实验小组测量出滑块停止滑动的位置到B点的距离l.写出动摩擦因数的表达式μ=________.(用题中所给物理量的符号表示)

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【题目】如图所示,假设某星球表面上有一倾角为θ的固定斜面,一质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上运动,其速度时间图象如右图所示。已知小物块和斜面间的动摩擦因数为,该星球半径为R=6×104km。引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,则下列正确的是

A. 该星球的第一宇宙速度v1=3.0×104m/s

B. 该星球的质量M=8.1×1026kg

C. 该星球的自转周期T=1.3×104s

D. 该星球的密度ρ=895kg/m3

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【题目】如图所示,长为L的细绳竖直悬挂着一质量为3m的小球A,恰好紧挨着放置在水平面上质量为m的物块B。现保持细绳绷直,把小球向左上方拉至细绳与整直方向成60的位置,然后释放小球。小球到达最低点时恰好与物块发生碰撞,而后小球向右摆动的最大高度为L,碰后物块向右滑行的距离恰为4.5L,求物块B与地面之间的动摩擦因数μ。

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【题目】某工厂生产流水线示意图如图所示,半径R0.5m的水平圆盘边缘E点固定一小桶,在圆盘直径DE正上方平行放置的水平传送带沿顺时针方向匀速转动,传送带右端C点与圆盘圆心O在同一竖直线上,竖直高度h1.25 mAB为一个与CO在同一竖直平面内的四分之一圆轨道,半径r0.4 m,且与水平传送带相切于B点。一质量m0.2 kg的滑块(可视为质点)A点由静止释放,滑块到达圆弧轨道B点时对轨道的压力10 N,滑块与传送带间的动摩擦因数μ0.3,当滑块到达B点时,圆盘从图示位置以一定的角速度ω绕通过圆心O的竖直轴匀速转动,滑块到达C点时恰与传送带同速并水平抛出,刚好落入圆盘边缘的小桶内。取g10 m/s2,求:

(1)滑块到达圆弧轨道B点时速度VB

(2)传送带BC部分的长度L

(3)圆盘转动的角速度ω应满足的条件。

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