【題目】如圖所示,在動摩擦因數(shù)為μ=0.50 的絕緣水平面上放置一質(zhì)量為m=2.0×10-3kg的帶正電的小滑塊 A,所帶電荷量為q=1.0×10-7C.在 A 的左邊 l=0.9m 處放置一個質(zhì)量M=6.0×10-3kg的不帶電的小滑塊 B,滑塊 B 與左邊豎直絕緣墻壁相距 s=0.05m,在水平面上方空間加一方向水平向左的勻強電場,電場強度為E= 4.0×105N/C.A 由靜止開始向左滑動并與 B 發(fā)生碰撞,設碰撞過程的時間極短,碰撞后兩滑塊結(jié)合在一起共同運動并與墻壁相碰撞,在與墻壁碰撞時沒有機械能損失,也沒有電量的損失,且兩滑塊始終沒有分開, 兩滑塊的體積大小可忽略不計.(g取10N/kg)
(1)試通過計算分析 A 和 B 的運動情況.
(2)兩滑塊在粗糙水平面上運動的整個過程中,由于摩擦而產(chǎn)生的熱量是多少?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
【答案】(1)A、B與墻壁碰后一起向右做勻減速直線運動,直至速度減為零,之后,兩物體保持靜止狀態(tài)(2)1.4×10-2J
【解析】
(1)滑塊A受電場qE=4.0×10-2N,方向向左,摩擦力f=μmg=1.0×10-2N,方向向右.在這兩個力作用下向左做初速度為零的勻加速直線運動,直到與B發(fā)生碰撞.
滑塊A與B碰撞并結(jié)合在一起后,電場的大小仍為qE=4.0×10-2N,方向向左,摩擦力的大小為f=μ(m+M)g=4.0×10-2N,方向向右.A、B所受合力為零,所以A、B碰后一起向著墻壁做勻速直線運動.
A、B一起與墻壁撞后,兩滑塊受到的電場力與摩擦力的大小不變,方向都是向左的,所以A、B與墻壁碰后一起向右做勻減速直線運動,直至速度減為零,之后,兩物體保持靜止狀態(tài).
(2)在A、B碰撞之前摩擦力做功為:
W1=μmgl=9.0×10-3J
A、B碰撞前的過程,由動能定理,得:
根據(jù)動量守恒定律,得兩滑塊碰后運動的速度大小為:
兩滑塊共同運動,與墻壁發(fā)生碰撞后返回直到靜止,這段過程中,設兩滑塊最后靜止的位置距墻壁的距離為L2,根據(jù)動能定理,
在A、B碰撞之后到兩滑塊停下的過程中,滑塊克服摩擦力做功為
整個過程中和生的熱Q等于滑塊克服摩擦力做功的總和,即
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【題目】如圖,三根相互平行的固定長直導線L1、L2和L3兩兩等距,均通有電流,L1中電流方向與L2中的相同,與L3中的相反,下列說法正確的是
A. L1所受磁場作用力的方向與L2、L3所在平面垂直
B. L3所受磁場作用力的方向與L1、L2所在平面垂直
C. L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為
D. L1、L2和L3單位長度所受的磁場作用力大小之比為
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【題目】如圖所示,截面積分別為SA=1cm2、SB=0. 5cm2的兩個上部開口的柱形氣A、B,底部通過體積可以忽略不計的細管連通,A、B兩個氣缸內(nèi)分別有兩個不計厚度的活塞,質(zhì)量分別為mA=1. 4kg、mB=0. 7kg。A氣缸內(nèi)壁粗糙,活塞與氣缸間的最大靜摩擦力為Ff=3N;B氣缸內(nèi)壁光滑,且離底部2h高處有一活塞銷。當氣缸內(nèi)充有某種理想氣體時,A、B中的活塞距底部均為h,此時氣體溫度為T0=300K,外界大氣壓為P0=1. 0×105Pa,F(xiàn)緩慢升高氣體溫度,(g取10m/s2,)求:
(1)當氣缸B中的活塞剛好被活塞銷卡住時,氣體的溫度;
(2)當氣缸A中的活塞剛要滑動時,氣體的溫度T2。
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【題目】如圖所示,離子發(fā)生器發(fā)射一束質(zhì)量為m、電荷量為+q的離子,從靜止經(jīng)PQ兩板間的加速電壓加速后,以初速度v0從a點沿ab方向進入一勻強電場區(qū)域,abcd所圍成的正方形是該勻強電場的邊界,已知ab長為L,勻強電場的方向與ad邊平行且由a指向d。
(1)求加速電壓U0;
(2)若離子恰從c點飛離電場,求a、c兩點間的電勢差Uac;
(3)若離子從abcd邊界上某點飛出時的動能為mv02,求此時勻強電場的場強大小E。
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【題目】如圖所示,在勻強電場中有一直角三角形OBC,電場方向與三角形所在平面平行,若三角形三點處的電勢分別為φO、φB、φC,已知φO=0V,φB =3V,φC =6V,OB=4cm,OC=6cm。則下列說法中正確的是
A.勻強電場中電場強度的大小為200V/m
B.勻強電場中電場強度的大小為125V/m
C.勻強電場中電場強度的方向斜向下與OC夾角為37°
D.一個電子由C點運動到O點再運動到B點的過程中電場力做功3eV
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【題目】某同學想設計一個測量金屬棒電阻率的實驗方案,實驗室提供的器材有:
A.電流表A1(內(nèi)阻Rg=100 Ω,滿偏電流Ig=3 mA)
B.電流表A2(內(nèi)阻約為0.4 Ω,量程為0.6 A)
C.定值電阻R0=900 Ω
D.滑動變阻器R(5 Ω,2 A)
E.干電池組(6 V,0.05 Ω)
F.一個開關和導線若干
G.螺旋測微器,游標卡尺
(1)如圖甲,用螺旋測微器測金屬棒直徑為________mm,用刻度尺測出金屬棒長度為10.23cm.
(2)用多用電表粗測金屬棒的阻值:
(3)用“×1 Ω”擋指針靜止時如圖丙所示,則金屬棒的阻值約為________Ω.
(4)該同學根據(jù)提供的器材,設計實驗電路如圖丁,并測得電流表A1示數(shù)為2.8mA,電流表A2示數(shù)為0.30A,則金屬棒電阻Rx=________Ω.(保留兩位有效數(shù)字);
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【題目】如圖甲所示,水平面上放置一矩形閉合線框abcd, 已知ab邊長l1=1.0m、bc邊長l2=0.5m,電阻r=0.1。勻強磁場垂直于線框平面,線框恰好有一半處在磁場中,磁感應強度B在0.2s內(nèi)隨時間變化情況如圖乙所示,取垂直紙面向里為磁場的正方向。線框在摩擦力作用下保持靜止狀態(tài)。求:
(1)感應電動勢的大。
(2)線框中產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)線框受到的摩擦力的表達式。
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【題目】下列說法符合史實的是
A.伽利略提出力是維持物體運動的原因
B.亞里士多德猜想自由落體運動的速度與下落時間成正比,并直接用實驗進行了驗證
C.笛卡爾通過理想斜面實驗發(fā)現(xiàn)了物體的運動不需要力來維持
D.牛頓認為力的真正效應是改變物體的速度,而不僅僅是使之運動
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【題目】衛(wèi)星圍繞某行星做勻速圓周運動的軌道半徑的三次方(r3)與周期的平方(T2)的比值恒定。若該行星的半徑R0和衛(wèi)星在該行星表面運行的周期T0已知,引力常量為G,則下列物理量中不能求出的是( 。
A.該行星的平均密度
B.該行星表面的重力加速度
C.該行星的第一宇宙速度
D.圍繞該行星運行的同步衛(wèi)星的高度
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