【題目】如圖,xoy直角坐標系構(gòu)成一豎直平面,其第一、四象限范圍內(nèi)(含y軸)存在方向豎直向下、場強大小E=4.5×103N/C的勻強電場。一個質(zhì)量m=1.0kg、帶電量q=-4×10-3C的小球(可視為質(zhì)點),用長度l=1.0m的不可伸長的絕緣輕繩懸掛在原點O處,F(xiàn)將小球向左拉至坐標為(-0.6m,-0.8m)的A點處靜止釋放,繩始終未被拉斷,g取10m/s2。求小球:
(1)從A點第一次運動到y軸處時的速度大;
(2)第一次從y軸向右運動,經(jīng)過與A點等高處位置的橫坐標;
(3)第一次離開電場前瞬間繩子受到的拉力大小。
【答案】(1)2m/s(2)m(3)40N
【解析】
(1)設(shè)從A點運動到O點時的速度為v0,A運動到O點過程,由機械能守恒定律得:
解得:
;
(2)小球所受電場力為:
F=qE=4×103×4.5×103=18N
小球剛進入電場時做圓周運動的向心力:
因
Fmg=8N>Fn
小球做類平拋運動,第一次向右運動到與A點等高處過程,y方向上有:
得:
x方向:
即橫坐標為;
(3)當(dāng)線剛拉直時由:
解得:
t=0.5s
此時有:
x=v0t2=1.0m
即小球剛好在圓心等高處繩子拉直,而后做圓周運動,此時小球向上的速度為:
v1=at2=4m/s
設(shè)小球運動到最高點速度為v2,由動能定理得:
代入數(shù)據(jù)解得:
此時,由牛頓第二定律得:
解得:
T=40N
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【題目】如圖,一束帶電粒子以一定的初速度沿直線通過由相互正交的勻強磁場(B)和勻強電場(E)組成的速度選擇器,然后粒子通過平板S上的狹縫P,進入另一勻強磁場(B′),最終打在AlA2上。下列表述正確的是( )
A.粒子帶負電
B.所有打在AlA2上的粒子,在磁場B′中運動時間都相同
C.能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于
D.粒子打在AlA2上的位置越靠近P,粒子的比荷越大
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【題目】如圖所示的電路中,電源內(nèi)阻不能忽略,電流表和電壓表均為理想電表,下述正確的是( 。
A.若R2短路,電流表示數(shù)變小,電壓表示數(shù)變大
B.若R2短路,電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小
C.若R4斷路,電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變小
D.若R4斷路,電流表示數(shù)變大,電壓表示數(shù)變大
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【題目】如圖所示,“<”型光滑長軌道固定在水平面內(nèi),電阻不計.軌道中間存在垂直水平面向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B.一根質(zhì)量m、單位長度電阻R0的金屬桿,與軌道成45°位置放置在軌道上,從靜止起在水平拉力作用下從軌道的左端O點出發(fā),向右做加速度大小為a的勻加速直線運動,經(jīng)過位移L.求:
(1)金屬桿前進L過程中的平均感應(yīng)電動勢.
(2)已知金屬桿前進L過程中水平拉力做功W.若改變水平拉力的大小,以4a大小的加速度重復(fù)上述前進L的過程,水平拉力做功多少?
(3)若改用水平恒力F由靜止起從軌道的左端O點拉動金屬桿,到金屬桿速度達到最大值vm時產(chǎn)生熱量.(F與vm為已知量)
(4)試分析(3)問中,當(dāng)金屬桿速度達到最大后,是維持最大速度勻速直線運動還是做減速運動?
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【題目】一列簡諧橫波沿x軸傳播,a、b為x軸上的兩質(zhì)點,平衡位置分別為,。a點的振動規(guī)律如圖所示。已知波速為v=1m/s,t=1s時b的位移為0.05m,則下列判斷正確的是
A.從t=0時刻起的2s內(nèi),a質(zhì)點隨波遷移了2m
B.t=0.5s時,質(zhì)點a的位移為0.05m
C.若波沿x軸正向傳播,則可能xb=0.5m
D.若波沿x軸負向傳播,則可能xb=2.5m
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【題目】如圖所示,兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌處于同一水平面內(nèi),相距l=0.3m,導(dǎo)軌的左端M、N用R=0.2的電阻連接,導(dǎo)軌電阻不計,導(dǎo)軌上跨放著一根電阻r=0.1、質(zhì)量為m=0.1kg的金屬桿,金屬桿長度也為l。整個裝置處在豎直向下的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B=0.5T,F(xiàn)對金屬桿施加適當(dāng)?shù)睦κ顾伸o止開始運動。則金屬桿作______________________________運動時,才能使得M點電勢高于N點電勢,且R上的電壓隨時間均勻增加,增加率為0.05V/s;若導(dǎo)軌足夠長,從桿開始運動起的第4秒末,拉力的瞬時功率為____________W。
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【題目】①在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時,為了使測量誤差盡量小,下列說法正確的是_____
A.須選用密度和直徑都較小的擺球
B.須選用輕且不易伸長的細線
C.實驗時須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動
D.計時起、終點都應(yīng)在擺球的最高點且不少于30次全振動的時間
②某同學(xué)在野外做“用單擺測定重力加速度”的實驗時,由于沒有合適的擺球,他找到了一塊外形不規(guī)則的石塊代替擺球,如上圖所示。操作時,他用刻度尺測量擺線OM的長度L作為擺長,測出n次全振動的總時間由到周期T,求出重力加速度,這樣得到的重力加速度的測量值比真實值_____(填“大”或“小”)。為了克服擺長無法準確測量的困難,該同學(xué)將擺線長度縮短為,重復(fù)上面的實驗,得出周期,由此他得到了較精確的重力加速度值g=_____。
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【題目】如圖所示,水平地面上有一輛小車,小車上固定著豎直的立柱,“L 形”的輕質(zhì)細桿ABC固定在支柱上。質(zhì)量為m的小球P固定在桿的A端,小球Q用細繩系在桿的C端。某段時間內(nèi)小車向右運動,細繩偏離豎直線的角度θ保持不變。求:
(1)小車做什么運動;
(2)小車的加速度大小;
(3)桿對小球P的作用力大小。
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【題目】如圖所示,兩端開口的U形玻璃管兩邊粗細不同,粗管橫截面積是細管的2倍.管中裝入水銀,兩管中水銀面與管口距離均為12 cm,大氣壓強為p0=75 cmHg.現(xiàn)將粗管管口封閉,然后將細管管口用一活塞封閉并將活塞緩慢推入管中,直至兩管中水銀面高度差達6 cm為止,求活塞下移的距離(假設(shè)環(huán)境溫度不變).
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