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【题目】剑桥大学物理学家海伦·杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理,并通过计算机模拟技术探寻特技动作的极限,设计了一个令人惊叹不己的高难度动作——“爱因斯坦空翻”。现将“爱因斯坦空翻”模型简化,如图所示,自行车和运动员从M点由静止出发,经MN圆弧,从N点竖直冲出后完成空翻。忽略自行车和运动员的大小,将自行车和运动员看做一个整体,二者的总质量为m,在空翻过程中,自行车和运动员在空中的时间为t,由M到N的过程中,克服摩擦力做功为W。空气阻力忽略不计,重力加速度为g。下列说法正确的是()
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A. 自行车和运动员从N点上升的最大高度为![]()
B. 自行车和运动员在MN圆弧的最低点处于失重状态
C. 由M到N的过程中,自行车和运动员重力的冲量为零
D. 由M到N的过程中,运动员至少做功![]()
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【题目】如图所示,一个有界匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外.一个矩形闭合导线框abcd,沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右).则g( )
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A. 导线框进入磁场时,感应电流方向为a→b→c→d→a
B. 导线框离开磁场时,感应电流方向为a→d→c→b→a
C. 导线框离开磁场时,受到的安培力方向水平向左
D. 导线框进入磁场时,受到的安培力方向水平向右
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【题目】如图所示,足够大的水平光滑圆台中央立着一根光滑的杆,原长为L的轻弹簧套在杆上,质量均为m的A、B、C三个小球用两根轻杆通过光滑铰链连接,轻杆长也为L,A球套在竖直杆上。现将A球搁在弹簧上端,当系统处于静止状态时,轻杆与竖直方向夹角θ=37°.已知重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
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(1)求轻杆对B的作用力F和弹簧的劲度系数k;
(2)让B、C球以相同的角速度绕竖直杆匀速转动,若转动的角速度为ω0(未知)时,B、C球刚要脱离圆台,求轻杆与竖直方向夹角θ0的余弦和角速度ω0;
(3)两杆竖直并拢,A球提升至距圆台L高处静止,受到微小扰动,A球向下运动,同时B、C球向两侧相反方向在圆台上沿直线滑动,A、B、C球始终在同一竖直平面内,观测到A球下降的最大距离为0.4L.A球运动到最低点时加速度大小为a0,求此时弹簧的弹性势能Ep以及B球加速度的大小a。
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【题目】关于场强和电势的下列说法中正确的是( )
A. 由E=F/q可知,场强E跟F成正比,跟q成反比
B. 沿电场线方向电势逐渐降低
C. 在电场中a、b两点间移动电荷的过程中,电场力始终不做功,则电荷经过的路径上各点的场强一定为零
D. 两个等量异种电荷的电场中,两电荷连线的中垂线有如下特征:各点的电势均相等,且连线的中点场强最小
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【题目】如图甲所示,在xOy坐标平面原点O处有一粒子源,能向xOy坐标平面2θ=120°范围内各个方向均匀发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子初速度大小均为v0,不计粒子重力及粒子间相互作用。
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(1)在图甲y轴右侧加垂直纸面向里且范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B1,垂直于x轴放置足够大的荧光屏MN。
①沿x轴平移荧光屏,使得所有粒子刚好都不能打到屏上,求此时荧光屏到O点的距离d;
②若粒子源发射的粒子有一半能打到荧光屏上并被吸收,求所有发射的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比;
(2)若施加两个垂直纸面的有界圆形匀强磁场区,使得粒子源发出的所有粒子经过磁场偏转后成为一束宽度为2L、沿x轴正方向的平行粒子束,如图乙所示,请在图乙中大致画出磁场区,标出磁场方向,并求出磁感应强度的大小B2。
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【题目】野外骑行在近几年越来越流行,越来越受到人们的青睐,对于自行车的要求也在不断的提高,很多都是可变速的。不管如何变化,自行车装置和运动原理都离不开圆周运动。下面结合自行车实际情况与物理学相关的说法正确的是( )
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A. 图乙中前轮边缘处ABCD四个点的线速度相同
B. 大齿轮与小齿轮的齿数如图丙所示,则大齿轮转1圈,小齿轮转3圈
C. 图乙中大齿轮边缘处E点和小齿轮边缘处F点及后轮边缘处的G点运动快慢相同
D. 前轮在骑行的过程中粘上了一块雪块,条件都相同的情况下,它在C处最容易脱离轮胎
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【题目】如图所示,一个足够长的矩形金属框架与水平面成θ=37°角,宽L=0.5m,上端有一个电阻R0=2.0Ω,框架的其他部分电阻不计,有一垂直于框架平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.1T,ab为金属杆,与框架接触良好,其质量m=0.1kg,电阻r=0.5Ω,杆与框架间的动摩擦因数μ=0.5,杆由静止开始下滑,在速度达到最大值的过程中,电阻R0产生的热量Q0=2.0J(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
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(1)通过R0的最大电流;
(2)ab杆下滑的最大速度;
(3)从开始到速度最大的过程中ab杆下滑的距离。
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【题目】如图所示的区域中,OM左边为垂直纸面向里的匀强磁场,右边是一个电场强度大小未知的匀强电场,其方向平行于OM,且垂直于磁场方向。一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子从小孔P以初速度V0沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中,初速度方向与边界线的夹角θ=60°,粒子恰好从小孔C垂直于OC射入匀强电场,最后打在Q点,已知OC=L,OQ=2L,不计粒子的重力,求:
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(1)磁感应强度B的大小;
(2)电场强度E的大小。
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【题目】如图所示,有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球,从P点以相同的初速度垂直电场方向进入匀强电场E中,它们分别落到A、B、C三点,则可判断( )
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A. 三个小球到达正极板时的动能关系是:![]()
B. 三个小球在电场中运动的时间![]()
C. 三个小球在电场中运动的加速度关系是:![]()
D. 落到A点的小球带负电,落到B点的小球不带电
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【题目】如图所示,倾角为θ=37的斜面上有一固定挡板C,长度为l1=10m的木板B上有一长度为l2=2m的木板A,AB上端齐平,B与斜面之间的摩擦因数为μ1=0.5,AB之间的摩擦因数为μ2.现静止释放AB,两者相对静止一起向下加速,经过时间t=2s长木板B与C相碰,碰后B立即停止运动,重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,求:
(1)B与C碰时A的速度;
(2)要使A不滑离B,AB之间的摩擦因数μ2应满足什么条件.
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