【题目】如图甲所示,在xOy平面内加有空间内分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场,变化规律如图乙所示,规定电场强度方向沿y轴正方向为正方向,磁感应强度方向垂直坐标平面向里为正方向。t=0时刻,质量为m、电荷量为q的带正电小球从坐标原点O由静止释放。已知场强大小、磁感应强度大小,g取10 m/s2。求:
(1)第1 s末小球速度的大小;
(2)小球第一次在磁场中做匀速圆周运动的半径和周期;
(3)前4 s内小球运动过程中最高点的位置坐标。
【答案】(1)10m/s(2);1s(3)(;)
【解析】
(1)第1s内只有向上的电场,无磁场,小球向上做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律
第1 s末小球速度的大小
(2)第2s内磁场向里,电场向上,因为
重力和电场力刚好平衡,所以小球在第二象限内由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,小球第一次在磁场中做匀速圆周运动的半径
小球第一次在磁场中做匀速圆周运动的周期
(3)第1s内小球上升的距离
第2s内小球刚好匀速圆周一圈回到原处,第3s内小球继续向上匀加速,上升的距离
第3s末小球速度的大小
第4s内小球在第一象限内刚好匀速圆周一圈,小球第二次在磁场中做匀速圆周运动的半径
前4s内最高点的横坐标
前4s内最高点的纵坐标
所以前4s内小球运动过程中最高点的位置坐标[,]。
答:(1)第1s末小球速度的大小为10m/s;(2)小球第一次在磁场中做匀速圆周运动的半径为,周期为1s;(3)前4s内小球运动过程中最高点的位置坐标为[,]。
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【题目】在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,由于弹簧自身重力的影响,弹簧平放时的长度与竖直悬挂时的长度有明显不同,某同学进行了如下操作:
①先将弹簧平放在桌面上,用刻度尺测得弹簧的长度为;
②再将弹簧的一端固定在铁架台上,弹簧自然下垂,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧的一侧,刻度尺零刻度线与弹簧上端对齐,并使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上,将指针指示的刻度值记作;弹簧下端挂一个的砝码时,指针指示的刻度值记作;弹簧下端挂两个的砝码时,指针指示的刻度值记作;;测量记录如表:
请回答下列问题
(1)用力学实验中常用的“逐差法”处理实验数据,能够减小因为长度测量带来的误差,则每增加砝码的弹簧平均伸长量可表示为__。(用表中的代表符号表示)
(2)根据表中数据计算,该同学所用弹簧的劲度系数__;弹簧自身的重力__。取,结果保留3位有效数字)
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【题目】如图所示,卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星,在地球两极上空约1000km处运行;b是低轨道卫星,距地球表面高度与a相等;c是地球同步卫星,则( )
A.a、b的周期比c大
B.a、b的向心力一定相等
C.a、b的速度大小相等
D.a、b的向心加速度比c小
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【题目】回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,A处粒子源产生质量为m、电荷量为+q的粒子,在加速电压为U的加速电场中被加速,所加磁场的磁感应强度、加速电场的频率可调,磁场的磁感应强度最大值为Bm和加速电场频率的最大值fm。则下列说法正确的是( )
A.粒子获得的最大动能与加速电压无关
B.粒子第n次和第n+1次进入磁场的半径之比为
C.粒子从静止开始加速到出口处所需的时间为
D.若 ,则粒子获得的最大动能为
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【题目】如图是利用DIS完成“用单摆测定当地重力加速度”实验。实验时,先量出摆球的半径与摆线的长度。单摆摆动后,点击“记录数据”。摆球每经过平衡位置时记数1次,第1次记为“0”,当记数为“50”时,点击“停止记录”,显示时间为。
(1)则该单摆振动周期为______________。
(2)图示摆线上端的悬点处,用两块木片夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将木片夹紧,是为了(_____)
A. 便于测量单摆周期
B. 便于测量摆长时拉紧摆线
C. 保证摆动过程中摆长不变
D. 保证摆球在同一竖直平面内摆动
(3)若某组同学误以摆线的长度作为纵坐标,以单摆周期的平方作为横坐标,作出的图像。其他操作测量都无误,则作出的图线是上图中的_________(选填“1”、“2”或“3”)。
(4)现发现三组同学作出的图线分别是1、2和3,但测出的斜率都为,是否可以根据斜率求出当地的重力加速度?___________。(若不可以求出,填“否”;若可以求出,请填重力加速度的表达式)。
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【题目】足够长的水平传送带在电动机带动下以恒定速率匀速顺时针转动,质量为m可视为质点的滑块从传送带右端以水平向左的速率滑上传送带,如图所示,最终滑块返回传送带右端.关于上述过程,下列说法正确的有( )
A.滑块向左运动时摩擦力向右
B.向右运动时摩擦力向左
C.此过程中传送带对滑块做功为
D.此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为
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【题目】如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上,物块质量为M,到小环的距离为L,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F.小环和物块以速度v向右匀速运动,小环碰到杆上的钉子P后立刻停止,物块向上摆动.整个过程中,物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计,重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A. 物块向右匀速运动时,绳中的张力等于2F
B. 小环碰到钉子P时,绳中的张力大于2F
C. 物块上升的最大高度为
D. 速度v不能超过
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【题目】如图所示电路,是电流表,,是两个可变电阻,调节可变电阻,可以改变电流表的示数.当、间的电压为6时,电流表的指针刚好偏转到最大刻度.将、间的电压改为5时,若要电流表的指针刚好偏转到最大刻度,下列方法中可行的是.
A.保持不变,增大B.增大,减小
C.减小,增大D.保持不变,减小
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【题目】(10分)用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源(电动势约3V,内阻约2Ω),保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω),滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干。
实验主要步骤:
(ⅰ)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;
(ⅱ)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;
(ⅲ)以U为纵坐标,I为横坐标,作U—I图线(U、I都用国际单位);
(ⅳ)求出U—I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。
回答下列问题:
(1)电压表最好选用______;电流表最好选用______。
A.电压表(0-3V,内阻约15kΩ) B.电压表(0-3V,内阻约3kΩ)
C.电流表(0-200mA,内阻约2Ω) D.电流表(0-30mA,内阻约2Ω)
(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大,两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是______。
A.两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱
B.两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱
C.一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端接线柱
D.一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端接线柱
(3)选用k、a、R1、R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______,r=______,代入数值可得E和r的测量值。
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