【題目】如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌與水平面間夾角均為37°,導(dǎo)軌間距為1 m,電阻不計,導(dǎo)軌足夠長.兩根金屬棒ab和以a′b′的質(zhì)量都是0.2 kg,電阻都是1 Ω,與導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好,金屬棒和導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為0.25,兩個導(dǎo)軌平面處均存在著垂直軌道平面向上的勻強磁場(圖中未畫出),磁感應(yīng)強度B的大小相同.讓a′b′固定不動,將金屬棒ab由靜止釋放,當(dāng)ab下滑速度達到穩(wěn)定時,整個回路消耗的電功率為8 W.求:
(1)ab下滑的最大加速度;
(2)ab下落了30 m高度時,其下滑速度已經(jīng)達到穩(wěn)定,則此過程中回路電流的發(fā)熱量Q為多大?
(3)如果將ab與a′b′同時由靜止釋放,當(dāng)ab下落了30 m高度時,其下滑速度也已經(jīng)達到穩(wěn)定,則此過程中回路電流的發(fā)熱量Q′為多大?(g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
【答案】4m/s2 Q=30J Q`=75J
【解析】
試題(1)當(dāng)ab棒剛下滑時,ab棒的加速度有最大值:
a=gsinθ-μgcosθ=4m/s2
(2)ab棒達到最大速度時做勻速運動,其重力功率等于整個回路消耗的電功率,
則有:mgsinθvm=P電=8W,
則得:ab棒的最大速度為:vm=
由P電=得:B=0.4T.
根據(jù)能量守恒得:mgh=Q+mv2+μmgcosθ×,解得:Q=30J
(3)將 a′b′固定解除,a′b′和ab 棒達到最大速度時做勻速運動,根據(jù)共點力平衡條件:
μmgcosθ+="mgsinθ" 解得:v=5m/s
根據(jù)功能關(guān)系:2mgh=2×mv2+2×μmgcosθ×,解得:Q`=75J
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【題目】如圖甲所示,在光滑水平面上,輕質(zhì)彈簧一端固定,物體以速度向右運動壓縮彈簧,測得彈簧的最大壓縮量為,現(xiàn)讓彈簧一端連接另一質(zhì)量為的物體(如圖乙所示), 物體以的速度向右壓縮彈簧,測得彈簧的最大壓縮量仍為,則( )
A. 物體的質(zhì)量為
B. 物體的質(zhì)量為
C. 彈簧壓縮最大時的彈性勢能為
D. 彈簧壓縮最大時的彈性勢能為
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【題目】某同學(xué)設(shè)計了利用光電計時器驗證機械能守恒定律的實驗。其實驗步驟如下:
①將量程為L的米尺豎直固定;
②在米尺旁固定一光電門,記錄光電門所在位置的刻度L0;
③接通電源,將小鋼球從光電門正上方且球心所對刻度為L處靜止釋放;
④從計時器上讀出小鋼球通過光電門的時間t。
(1)該同學(xué)要較精確地驗證機械能守恒定律,還應(yīng)需要的器材是__________;
A.天平
B.秒表
C.游標卡尺
(2)小鋼球從釋放至球心到達光電門時下落的高度為__________;該同學(xué)使用(1)中選用的器材正確測出所需的物理量為x,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,若以上物理量在誤差范圍內(nèi)滿足關(guān)系式________________,則可認為小鋼球在下落過程中機械能守恒。
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【題目】如圖所示,一內(nèi)壁光滑的長圓柱形容器,器壁絕熱、底面積為S且導(dǎo)熱性能良好。初始時開口向上豎直放置。容器內(nèi)有兩個質(zhì)量均為的絕熱活塞A和B。在A與B之間封有一定質(zhì)量溫度為T0、高度為d的理想氣體甲,B與容器底面之間封有一定質(zhì)量的理想氣體乙,平衡時甲、乙兩部分氣體的體積均相等。現(xiàn)讓容器緩慢倒過來開口向下豎直放置,兩個活塞再次平衡,此時氣體甲的體積變?yōu)樵瓉淼?/span>倍;钊c器壁間密閉性能好,且無摩擦,外界的溫度不變,大氣壓強為p0,重力加速度取g。求:
①容器開口向下放置時氣體甲的溫度;
②容器開口向下放置時氣體乙的體積。
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【題目】如圖所示,相距L的兩平行光滑金屬導(dǎo)軌間接有兩定值電阻和,它們的阻值均為。導(dǎo)軌(導(dǎo)軌電阻不計)間存在垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,F(xiàn)有一根質(zhì)量為、電阻也為的金屬棒在恒力的作用下由靜止開始運動,運動距離時恰好達到穩(wěn)定速度。運動過程中金屬棒與導(dǎo)軌始終接觸良好,則在金屬棒由靜止開始運動到速度達到穩(wěn)定的過程中( )
A.電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為
B.電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為
C.通過電阻的電荷量為
D.通過電阻的電荷量為
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【題目】如圖所示,表面光滑的楔形物塊ABC固定在水平地面上,∠ABC<∠ACB,質(zhì)量相同的物塊a和b分別從斜面頂端沿AB、AC由靜止自由滑下。在兩物塊到達斜面底端的過程中,正確的是
A.兩物塊所受重力沖量相同
B.兩物塊的動量改變量相同
C.兩物塊的動能改變量相同
D.兩物塊到達斜面底端時重力的瞬時功率相同
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【題目】某同學(xué)想要測量實驗室中某金屬絲的電阻率。實驗室中除米尺、學(xué)生電源、滑動變阻器、螺旋測微器、開關(guān)和導(dǎo)線外,還有一個阻值為3.0Ω的定值電阻R0和一只電壓表。利用這些器材,該同學(xué)設(shè)計如下實驗進行測量,實驗原理如圖 1 所示,實驗步驟如下:
(1)把粗細均勻的平直金屬絲接在接線柱a、b之間,用米尺測量ab之間的長度 l=0.90m。用螺旋測微器測量該金屬絲的直徑,示數(shù)如圖2所示,讀得其直徑D=______mm。
(2)根據(jù)實驗原理圖 1,請你用筆劃線代替導(dǎo)線將圖 3 所示的實物圖連接完整。(________)
(3)閉合開關(guān),將滑動變阻器的滑片置于合適位置,然后調(diào)節(jié)線夾c的位置,經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn):ac段金屬絲的長度為0.30m時電壓表達到最大值。由此可得金屬絲的總電阻R= _____Ω。
(4)根據(jù)以上所測數(shù)據(jù),可計算出金屬絲的電阻率ρ=_____Ω·m。(保留兩位有效數(shù)字)
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【題目】居室裝修中常用的大理石等天然石材,若含有鈾、釷等元素就會釋放出放射性氣體氡。氡會經(jīng)呼吸進入人體并停留于在體內(nèi)發(fā)生衰變,放射出α、β、γ射線。這些射線會導(dǎo)致細胞發(fā)生變異,引起疾病。下列相關(guān)說法正確的是( )
A.鈾衰變?yōu)殍DRn要經(jīng)過4次α衰變和4次β衰變
B.放射性元素發(fā)生衰變時放出的α射線具有波粒二象性
C.放射性元素發(fā)生β衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r產(chǎn)生的
D.處于激發(fā)態(tài)的氧原子發(fā)出的某一單色光照射到某金屬表面能發(fā)生光電效應(yīng),若這束光通過玻璃磚折射后,再射到此金屬表面將不會再產(chǎn)生光電效應(yīng)
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【題目】太陽系的第二大行星土星的衛(wèi)星很多,其中土衛(wèi)五和土衛(wèi)六繞土星的運動可近似看作圓周運動,下表是關(guān)于土衛(wèi)五和土衛(wèi)六兩顆衛(wèi)星的資料.兩衛(wèi)星相比( )
衛(wèi)星 | 發(fā)現(xiàn)者 | 發(fā)現(xiàn)年份 | 距土星中心距離/km | 質(zhì)量/kg | 直徑/km |
土衛(wèi)五 | 卡西尼 | 1672年 | 527 000 | 2.31×1021 | 765 |
土衛(wèi)六 | 惠更斯 | 1655年 | 1 222 000 | 1.35×1023 | 2 575 |
A.土衛(wèi)五繞土星運動的周期較小
B.土衛(wèi)五繞土星運動的線速度較小
C.土衛(wèi)六繞土星運動的角速度較大
D.土衛(wèi)六繞土星運動的向心加速度較大
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