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【題目】如圖所示,MN為平行金屬板,N板上有一小孔Q,一個粒子源P在M板附近,可釋放初速度為零,質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電的粒子,粒子經(jīng)板間加速電場加速后,從小孔Q射出,沿半徑為R的圓筒上的小孔E進入圓筒,筒里有平行于筒內(nèi)中心軸的勻強磁場,磁場的磁感應(yīng)強度為B,筒上另一小孔F與小孔E、Q、P在同一直線上,該直線與磁場垂直,E、F連線為筒的直徑,粒子進入筒內(nèi)磁場偏轉(zhuǎn),與筒壁碰撞后速度大小不變,方向反向,不計粒子的重力。
(1)要使粒子以速度v進入磁場,M、N間的電壓為多大?
(2)若粒子與筒壁碰撞一次后從F點射出,粒子在磁場中運動的時間為多少?
(3)若粒子從E點進入磁場,與筒壁發(fā)生三次碰撞后從F點射出,則粒子在磁場中運動的路程為多少?(已知tan22.5°=)
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【題目】如圖甲所示,MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成角固定,N、Q之間接電阻箱R,導(dǎo)軌所在空間存在勻強磁場,磁場方向垂直于軌道平面向上,磁感應(yīng)強度為B=0.5T,質(zhì)量為m的金屬桿ab水平放置在軌道上,其接入電路的電阻位為r,F(xiàn)從靜止釋放桿ab,測得最大速度為vM,改變電阻箱的阻值R,得到vM與R之間的關(guān)系如圖乙所示。已知導(dǎo)軌間距為L=2m,重力加速度g=10m/s2,軌道足夠長且電阻不計。求:
(1)當(dāng)R=0時,桿ab勻速下滑過程中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E的大小及桿中的電流方向;
(2)金屬桿的質(zhì)量m及阻值r;
(3)當(dāng)R=4時,回路瞬時電功率每增加1W的過程中合外力對桿做的功W。
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【題目】滑板運動是一項刺激的運動,深受青少年的喜歡,某次比賽中部分賽道如左下圖所示.現(xiàn)將賽道簡化為如右下圖所示的模型:平臺A和平臺BC相距h=3.2 m,粗糙水平軌道DE與光滑圓弧形軌道CD、EF相切于D、E點.運動員與滑板一起(可看作質(zhì)點)從A點以速度v0水平飛出,恰好從C點無能量損失地沿著圓弧切線進入CD軌道,滑過DE沖上EF軌道,然后返回,恰好到C點速度為零.已知人和滑板總質(zhì)量為m=60 kg,光滑圓弧CD對應(yīng)的圓心角θ=53°,圓弧形軌道半徑均為R=4 m.不計空氣阻力,g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.求:
(1)運動員的初速度v0;
(2)運動員第一次經(jīng)過D點時對圓弧軌道的壓力大。
(3)運動員從A點開始飛出到返回C點的過程中機械能的損失量.
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【題目】某同學(xué)通過實驗測定一捆長度約為100m的銅導(dǎo)線(電阻約為1.5Ω)的實際長度,首先利用螺旋測微器測量其直徑,如圖1所示,再利用下列器材測出銅導(dǎo)線的電阻。
可供使用的器材有
電流表:量程0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω;
電壓表:量程3V,內(nèi)阻約9kΩ;
滑動變阻器R1:最大阻值10Ω;
滑動變阻器R2:最大阻值200Ω;
定值電阻:R0=3Ω
電源:電動勢6V,內(nèi)阻可不計;
開關(guān)、導(dǎo)線若干
要求實驗中盡可能準(zhǔn)確地測量銅導(dǎo)線的阻值,回答下列問題:
(1)由圖1可知,銅導(dǎo)線的直徑D=_____________mm。
(2)實驗中滑動變阻器應(yīng)選________(選填“R1”或“R2”)。
(3)在圖2方框內(nèi)畫出測量銅導(dǎo)線阻值的電路圖_______(銅導(dǎo)線用電阻元件符號表示)。
(4)調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表的示數(shù)為U,電流表的示數(shù)為I,銅的電阻率為ρ,不考慮電表內(nèi)阻對實驗的影響,則導(dǎo)線的長度為_____________(用已知和所測量的字母表示)。
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【題目】用如圖甲所示的實驗裝置做探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗
(1)某同學(xué)通過實驗得到如圖乙所示的a-F圖象,造成這一結(jié)果的原因是:在平衡摩擦力時木板與水平桌面間的傾角________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)該同學(xué)在平衡摩擦力后進行實驗,實際小車在運動過程中所受的拉力________砝碼和盤的總重力(填“大于”、“小于”或“等于”),為了便于探究、減小誤差,應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足________的條件。
(3)某同學(xué)得到如圖所示的紙帶。已知打點計時器電源頻率為50 Hz。A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點。Δs=sDG-sAD=________ cm。由此可算出小車的加速度a=________ m/s2(保留兩位有效數(shù)字)。
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【題目】一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,圖甲是波傳播到x=5m的M點的波形圖,圖乙是質(zhì)點N(x=3m)從此時刻開始計時的振動圖像,Q是位于x=10m處的質(zhì)點。下列說法正確的是( 。
A.這列波的傳播速度是1.25m/s
B.M點以后的各質(zhì)點開始振動時的方向都沿+y方向
C.質(zhì)點Q經(jīng)過8s時,第一次到達波峰
D.在0~16s內(nèi),質(zhì)點Q經(jīng)過的路程為1.1m
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【題目】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,再由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖所示。已知氣體在狀態(tài)A時的溫度為17℃,熱力學(xué)溫度與攝氏溫度間的關(guān)系為T=t+273K,則下列說法正確的是( )
A.氣體在狀態(tài)B時的溫度為290K
B.氣體在狀態(tài)C時的溫度為580K
C.氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中,溫度降低,內(nèi)能減小
D.氣體由狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中,從外界吸收熱量
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【題目】如圖所示,直線a、b和c、d是處于勻強電場中的兩組平行線,M、N、P、Q是它們的交點,四點處的電勢分別為、、、。一電子由M點分別運動到N點和P點的過程中,電場力所做的負(fù)功相等,則
A. 直線a位于某一等勢面內(nèi),
B. 直線c位于某一等勢面內(nèi),
C. 若電子有M點運動到Q點,電場力做正功
D. 若電子有P點運動到Q點,電場力做負(fù)功
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【題目】在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,感應(yīng)電動勢分為動生電動勢和感生電動勢兩種。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體就相當(dāng)于“電源”,在“電源”內(nèi)部非靜電力做功將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。
(1)利用圖甲所示的電路可以產(chǎn)生動生電動勢。設(shè)勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,金屬棒ab的長度為L,在外力作用下以速度v水平向右勻速運動。此時金屬棒中電子所受洛侖茲力f沿棒方向的分力f1即為“電源”內(nèi)部的非靜電力。設(shè)電子的電荷量為e,求電子從棒的一端運動到另一端的過程中f1做的功。
(2)均勻變化的磁場會在空間激發(fā)感生電場,該電場為渦旋電場,其電場線是一系列同心圓,單個圓上的電場強度大小處處相等,如圖乙所示。在某均勻變化的磁場中,將一個半徑為r的金屬圓環(huán)置于相同半徑的電場線位置處。從圓環(huán)的兩端點a、b引出兩根導(dǎo)線,與阻值為R的電阻和內(nèi)阻不計的電流表串接起來,如圖丙所示。金屬圓環(huán)的電阻為R0,圓環(huán)兩端點a、b間的距離可忽略不計,除金屬圓環(huán)外其他部分均在磁場外。此時金屬圓環(huán)中的自由電子受到的感生電場力F即為非靜電力。若電路中電流表顯示的示數(shù)為I,電子的電荷量為e,求∶
a.金屬環(huán)中感應(yīng)電動勢E感大。
b.金屬圓環(huán)中自由電子受到的感生電場力F的大小。
(3)直流電動機的工作原理可以簡化為如圖丁所示的情景。在豎直向下的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi),相距為L,電阻不計。電阻為R的金屬桿ab垂直于MN、PQ放在軌道上,與軌道接觸良好。軌道端點MP間接有內(nèi)阻不計、電動勢為E的直流電源。桿ab的中點O用水平繩系一個靜置在地面上、質(zhì)量為m的物塊,最初細(xì)繩處于伸直狀態(tài)(細(xì)繩足夠長)。閉合電鍵S后,桿ab拉著物塊由靜止開始做加速運動。由于桿ab切割磁感線,因而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E',且E'同電路中的電流方向相反,稱為反電動勢,這時電路中的總電動勢等于直流電源電動勢E和反電動勢E'之差。
a.請分析桿ab在加速的過程中所受安培力F如何變化,并求桿的最終速度vm;
b.當(dāng)電路中的電流為I時,請證明電源的電能轉(zhuǎn)化為機械能的功率為。
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【題目】研究比較復(fù)雜的運動時,可以把一個運動分解為兩個或幾個比較簡單的運動,從而使問題變得容易解決。
(1)如圖,一束質(zhì)量為m,電荷量為q的粒子,以初速度v0沿垂直于電場方向射入兩塊水平放置的平行金屬板中央,受到偏轉(zhuǎn)電壓U的作用后離開電場,已知平行板長為L,兩板間距離為d,不計粒子受到的重力及它們之間的相互作用力。試求∶
①粒子在電場中的運動時間t;
②粒子從偏轉(zhuǎn)電場射出時的側(cè)移量y。
(2)深刻理解運動的合成和分解的思想,可以幫助我們輕松處理比較復(fù)雜的問題。小船在流動的河水中行駛時,如圖乙所示。假設(shè)河水靜止,小船在發(fā)動機的推動下沿OA方向運動,經(jīng)時間t運動至對岸A處,位移為x1;若小船發(fā)動機關(guān)閉,小船在水流的沖擊作用下從O點沿河岸運動,經(jīng)相同時間t運動至下游B處,位移為x2。小船在流動的河水中,從O點出發(fā),船頭朝向OA方向開動發(fā)動機行駛時,小船同時參與了上述兩種運動,實際位移x為上述兩個分運動位移的矢量和,即此時小船將到達對岸C處。請運用以上思想,分析下述問題∶
弓箭手用弓箭射擊斜上方某位置處的一個小球,如圖丙所示。弓箭手用箭瞄準(zhǔn)小球后,以初速度v0將箭射出,同時將小球由靜止釋放。箭射出時箭頭與小球間的距離為L,空氣阻力不計。請分析說明箭能否射中小球,若能射中,求小球下落多高時被射中;若不能射中,求小球落地前與箭頭的最近距離。
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