【題目】圖中直流電源電動勢為E=1V,電容器的電容為C=1F。兩根固定于水平面內(nèi)的光滑平行金屬導軌間距為,電阻不計。一質量為m=1kg、電阻為的金屬棒MN,垂直放在兩導軌間處于靜止狀態(tài),并與導軌良好接觸。首先開關S接1,使電容器完全充電。然后將S接至2,導軌間存在垂直于導軌平面、磁感應強度大小為B=1T的勻強磁場(圖中未畫出),MN開始向右加速運動。當MN達到最大速度時離開導軌,則
A. 磁感應強度垂直紙面向上
B. MN離開導軌后電容器上剩余的電荷量0.5C
C. MN的最大速度為1m/s
D. MN剛開始運動時加速度大小為1m/s2
【答案】BD
【解析】試題分析:根據(jù)通過MN電流的方向,結合左手定則得出磁場的方向.根據(jù)歐姆定律得出MN剛開始運動時的電流,結合安培力公式,根據(jù)牛頓第二定律得出MN剛開始運動時加速度a的大。_關S接2后,MN開始向右加速運動,速度達到最大值時,根據(jù)電動勢和電荷量的關系,以及動量定理求出MN離開導軌后電容器上剩余的電荷量Q.
電容器上端帶正電,通過MN的電流方向向下,由于MN向右運動,根據(jù)左手定則知,磁場方向垂直于導軌平面向下,A錯誤;電容器完全充電后,兩極板間電壓為E,當開關S接2時,電容器放電,設剛放電時流經(jīng)MN的電流為I,有①,設MN受到的安培力為F,有: ②,由牛頓第二定律有: ③,聯(lián)立①②③式:得④,當電容器充電完畢時,設電容器上電量為,有: ⑤,開關S接2后,MN開始向右加速運動,速度達到最大值時,設MN上的感應電動勢為,有: ⑥,依題意有⑦,設在此過程中MN的平均電流為,MN上受到的平均安培力為,有⑧,由動量定理,有⑨,又⑩,聯(lián)立⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得: , ,C錯誤BD正確.
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【題目】如圖所示,在距水平地面高為0.4m處,水平固定一根長直光滑桿,在桿上P點固定一光滑的輕質定滑輪,滑輪可繞水平軸無摩擦轉動,在P點的右邊,桿上套有一質量m=2kg的小球A。半徑R=0.3m的光滑半圓形細軌道豎直地固定在地面上,其圓心O在P點的正下方,在軌道上套有一質量也為m=2kg的小球B。用一條不可伸長的柔軟細繩,通過定滑輪將兩小球連接起來。桿和半圓形軌道在同一豎直面內(nèi),兩小球均可看作質點,且不計滑輪大小的影響,F(xiàn)給小球A一個水平向右的恒力F=60N。(取g=10m/S2)則( )
A. 把小球B從地面拉到P的正下方時力F 做功為24J
B. 小球B運動到C處時小球A的速度大小為0
C. 小球B被拉到與小球A速度大小相等時, =3/4
D. 把小球B從地面拉到P的正下方時小球B的機械能增加了6J
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【題目】如圖所示,ab、cd是豎直平面內(nèi)兩根固定的細桿,a、b、c、d位于同一圓周上,圓周半徑為R,b點為圓周的最低點,c點為圓周的最高點,F(xiàn)有兩個小滑環(huán)A、B分別從a、c處由靜止釋放,滑環(huán)A經(jīng)時間t1從a點到達b點,滑環(huán)B經(jīng)時間t2從c點到達d點;另有一小球C從b點以初速度v0=沿bc連線豎直上拋,到達最高點時間為t3,不計一切阻力與摩擦,且A、B、C都可視為質點,則t1、t2、t3的大小關系為( )
A. t1=t2=t3
B. t1=t2>t3
C. t2>t1>t3
D. A、B、C三物體的質量未知,因此無法比較
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【題目】如圖所示,兩個傾角都為30°、足夠長的光滑斜面對接在一起并固定在地面上,頂端安裝一光滑的定滑輪,質量分別為2m和m的a、b兩物體分別放在左、右斜面上,不可伸長的輕繩跨過定滑輪將a、b兩物體連接,b與右邊斜面的底端擋板c之間連有輕質彈簧,F(xiàn)用手握住a,使彈簧剛好無形變,系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。松手后,從a、b開始運動到它們速度再次都為零的過程中(繩和彈簧都與斜面平行且彈簧伸長在彈性限度內(nèi))
A. a、b組成的系統(tǒng)機械能守恒
B. a、b和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒
C. a的重力勢能減少量大于彈簧彈力所做的功
D. 重力對a做功的平均功率大于彈簧彈力對b做功的平均功率
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【題目】在未來的“星際穿越”中,某航天員降落在一顆不知名的行星表面上. 該航天員從高h=L處以初速度v0水平拋出一個小球,小球落到星球表面時,與拋出點的距離是,已知該星球的半徑為R,引力常量為G,則下列說法正確的是
A. 該星球的重力加速度
B. 該星球的質量
C. 該星球的第一宇宙速度
D. 該星球的密度
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【題目】如圖所示,三角形ABC為某透明介質的橫截面,O為BC中點,位于截面所在平面內(nèi)的一束光線自O以角度i入射,第一次到達AB邊恰好發(fā)生全反射。已知θ=15°,BC邊長為2L,該介質的折射率為。求:
(1)入射角i;
(2)從入射到發(fā)生第一次全反射所用的時間(設光在真空中的速度為c,可能用到:sin75°=或tan15°=2-)。
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【題目】兩根材料相同的均勻直導線a和b串聯(lián)在電路上,a長為,b長為。
(1)若沿長度方向的電勢隨位置的變化規(guī)律如圖所示,求:
①a、b兩導線內(nèi)電場強度大小之比;
②a、b兩導線橫截面積之比。
(2)以下對直導線內(nèi)部做進一步分析:設導線單位體積內(nèi)有n個自由電子,電子電荷量為e,自由電子定向移動的平均速率為v,F(xiàn)將導線中電流I與導線橫截面積S的比值定義為電流密度,其大小用j表示。
①請建立微觀模型,利用電流的定義推導:;
②從宏觀角度看,導體兩端有電壓,導體中就形成電流;從微觀角度看,若導體內(nèi)沒有電場,自由電子就不會定向移動。設導體的電阻率為ρ,導體內(nèi)場強為E,試猜想j與E的關系并推導出j、ρ、E三者間滿足的關系式。(解題過程中需要用到的物理量要在解題時作必要的說明)
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【題目】如圖甲所示,是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖,P是離原點x1 = 2 m的一個質點,Q是離原點x2= 4 m的一個質點,此時離原點x3=6 m的質點剛要開始振動.圖乙是該簡諧波傳播方向上的某一質點的振動圖像(計時起點相同).由此可知:________
A.這列波的波長為λ=4 m ;
B.這列波的周期為T=3 s ;
C.這列波的傳播速度為v=2 m/s;
D.這列波的波源起振方向為向上;
E.乙圖可能是圖甲中質點Q的振動圖像 。
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【題目】圖1是小明探究橡皮筋彈力做的功W與小車動能變化間的關系的裝置圖,長木板放在水平桌面上,橡皮筋的兩端分別與小車和擋板相連.實驗中,通過增加橡皮筋的根數(shù)來改變彈力所做的功。
(1)下列實驗操作正確的是_________。
A.實驗時,應先釋放小車,然后接通電源
B.增加橡皮筋根數(shù)時,應選取相同的橡皮筋
C.每次應將小車拉到相同的位量由靜止釋放
D.實驗前應平衡小車在木板上所受的摩擦力
(2)圖2是實驗中某條紙帶的一部分,相鄰計數(shù)點間時間間隔T=0.1s。為探究橡皮筋彈力做的功W與小車動能變化間的關系,小明用來計算小車的速度。你認為他的算法是否正確?_______(選填“正確“或“不正確“),你的理由是_______________。
(3)圖3是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)所畫出的圖象,你認為根據(jù)此圖象能否驗證動能理_____(選填“能”或“不能”),你的理由是________________。
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