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【题目】如图所示,在真空室内的P点,能沿平行纸面向各个方向不断发射电荷量为+q、质量为m的粒子(不计重力),粒子的速率都相同.ab为P点附近的一条水平直线,P到直线ab的距离PC=L,Q为直线ab上一点,它与P点相距PQ=
.当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时,水平向左射出的粒子恰到达Q点;当ab以上区域只存在平行该平面的匀强电场时,所有粒子都能到达ab直线,且它们到达ab直线时动能都相等,其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
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(1)粒子的发射速率;
(2)PQ两点间的电势差;
(3)仅有磁场时,能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间。
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【题目】如图,水平地面和半圆轨道面均光滑,质量M=1kg的小车静止在地面上,小车上表面与R=0.4m的半圆轨道最低点P的切线相平.现有一质量m=2kg的滑块(可视为质点)以v0=7.5m/s的初速度滑上小车左端,二者共速时滑块刚好在小车的最右边缘,此时小车还未与墙壁碰撞,当小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上,滑块则离开小车进入圆轨道并顺着圆轨道往上运动,已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数μ=0.5,g取10m/s2 . 求:
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(1)小车与墙壁碰撞前的速度大小v1;
(2)小车需要满足的长度L;
(3)请判断滑块能否经过圆轨道的最高点Q,说明理由.
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【题目】如图所示,两条足够长的平行金属导轨固定在水平面上,导轨平面与水平面间的夹角为
=37°,导轨间距为L=1m,与导轨垂直的两条边界线MN、PQ内有垂直于导轨平面向上的匀强磁场,磁感应强度大小为
,MN与PQ间的距离为d=2m,两个完全相同的金属棒ab、ef用长为d=2m的绝缘轻杆固定成“工”字型装置,开始时金属棒ab与MN重合,已知每根金属棒的质量为m=0.05kg,电阻为R=5Ω,导轨电阻不计,金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,在t=0时,将“工”字型装置由静止释放,当ab边滑行至PQ处恰好开始做匀速运动,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度
,求:
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(1)“工”字型装置开始做匀速运动时的速度是多少?
(2)“工”字型装置从静止开始,直到ef离开PQ的过程中,金属棒ef上产生的焦耳热是多少?
(3)若将金属棒ab滑行至PQ处的时刻记作t=0,从此时刻起,让磁感应强度由
开始逐渐增大,可使金属棒中不产生感应电流,则t=0.5s时磁感应强度B为多大?
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【题目】如图所示,上表面光滑下表面粗糙的木板放置于水平地面上。可视为质点的滑块静止放在木板的上表面。t=0时刻,给木板一个水平向右的初速度v0,同时对木板施加一个水平向左的恒力F,经一段时间,滑块从木板上掉下来。已知木板质量M=3kg,高h=0.2m,与地面间的动摩擦因数=0.2;滑块质量m=0.5kg,初始位置距木板左端L1=0.46m,距木板右端L2=0.14m;初速度v0=2m/s,恒力F=8N,重力加速度g=10m/s2。求:
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(1)滑块从离开木板开始到落至地面所用时间;
(2)滑块离开木板时,木板的速度大小;
(3)从滑块离开木板到落到地面的过程中,摩擦力对木板做的功。
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【题目】如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
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(1)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.接下来要完成的必要步骤是________。(填选项前的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM、ON
(2)经测定,m1=45.0 g,m2=7.5 g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图所示.碰撞前后m1的动量分别为p1与p1′,碰撞结束时m2的动量为p2′,实验结果说明,碰撞前后总动量的比值
=________。
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(3)有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其他条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用纸带中已知的数据,分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为________cm。
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【题目】如图甲所示,长、宽分别为L1=0.3m、L2=0.1m的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n=100,总电阻为r=1
,可绕其竖直中心轴O1O2转动.线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和阻值为2
的定值电阻R相连.线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示.在0~
时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;
时刻以后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度
匀速转动,求(运算结果中可保留π):
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(1)0~
时间内通过电阻R的电流大小;
(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;
(3)求在
~
时间内,通过电阻R的电荷量为多少?
时刻穿过线圈的磁通量的变化率是多大?
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【题目】某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:
①用天平测出电动小车的质量为0.4kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图1所示安装;
③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源.待小车静止时再关闭打点计时器(设在整个过程中小车所受的阻力恒定)。
在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的点迹如图2甲、乙所示,图中O点是打点计时器打的第一个点.
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请你分析纸带数据,回答下列问题:
(1)该电动小车运动的最大速度为___________m/s;
(2)该电动小车运动过程中所受的阻力大小为___________N;
(3)该电动小车的额定功率为___________W.
(4)①小明同学用螺旋测微器测定某一金属丝的直径,测得的结果如下左图所示,则该金属丝的直径d=__________mm。然后他又用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测该金属丝的长度,测得的结果如下右图所示,则该工件的长度L=__________cm。
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②然后小明又用多用电表粗略测量某金属电阻丝的电阻Rx约为5.0Ω,为了尽可能精确地测定该金属丝的电阻,且测量时要求通过金属丝的电流在0~0.5A之间变化.根据下列提供的实验器材,解答如下问题:
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A、量程0.1A,内阻r1=1Ω的电流表A1
B、量程0.6A,内阻约为0.5Ω的电流表A2
C、滑动变阻器R1全电阻1.0Ω,允许通过最大电流10A
D、滑动变阻器R2全电阻100Ω,允许通过最大电流0.1A
E、阻值为59Ω的定值电阻R3
F、阻值为599Ω的定值电阻R4
G、电动势为6V的蓄电池E
H、电键S一个、导线若干
(a)根据上述器材和实验要求完成此实验,请在虚线框内画出测量该金属丝电阻Rx的实验原理图______________(图中元件用题干中相应的元件符号标注)。
(b)实验中测得电表A1示数为I1,A2表示数为I2,其它所选的物理量题目中已给定,请写出电阻丝的电阻表达式Rx=_____________.
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【题目】用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种,.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即验证机械能守恒定律.
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(1)如图所示是实验中得到一条纸带,将起始点记为O,并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点,分别记为A、B、C、D、E、F,量出与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,则在打E点时重锤的动能为_______,在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为_______
(2)在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能,主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,为了测定阻力大小,可算出(1)问中纸带各点对应的速度,分别记为v1至v6,并作
图象,如图③所示,直线斜率为k,则可测出阻力大小为_______.
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【题目】如图所示,粗糙绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场,其中某一区域的电场线与x轴平行,在x轴上的电势φ与坐标x的关系用图中曲线表示,图中斜线为该曲线过点(0.15,3)的切线。现有一质量为0.20kg,电荷量为+2.0×10-8C的滑块P(可视作质点),从x=0.l0m处由静止释放,其与水平面的动摩擦因数为0.02。取重力加速度g=l0m/s2。则下列说法正确的是( )
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A. x=0.15m处的场强大小为2.0×l06N/C
B. 滑块运动的加速度逐渐减小
C. 滑块运动的最大速度约为0.1m/s
D. 滑块最终在0.3m处停下
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【题目】如图所示,在光滑的水平面上有一静止的物体M,物体上有一光滑的半圆弧轨道,半径为R,最低点为C,两端A.B一样高,现让小滑块m从A点由静止下滑,则( )
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A. M所能获得的最大速度为
B. m从A到C的过程中M向左运动发生的位移大小为MR/(M+m)
C. m从A到B的过程中M一直向左运动,m到达B的瞬间,M速度为零
D. M与m组成的系统机械能守恒,水平方向动量守恒
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