【題目】如圖甲所示的陀螺可在圓軌道的外側(cè)旋轉(zhuǎn)而不脫落,好像軌道對它施加了魔法一樣,被稱為“魔力陀螺”,該玩具深受孩子們的喜愛。其物理原理可等效為如圖乙所示的模型:半徑為R的磁性圓軌道豎直固定,質(zhì)量為m的小球(視為質(zhì)點)在軌道外側(cè)轉(zhuǎn)動,A、B兩點分別為軌道上的最高、最低點。鐵球受軌道的磁性引力始終指向圓心且大小不變,不計摩擦和空氣阻力,重力加速度為g。下列說法正確的是
A. 鐵球可能做勻速圓周運動
B. 鐵球繞軌道轉(zhuǎn)動時機械能不守恒
C. 鐵球在A點的速度必須大于
D. 要使鐵球不脫軌,軌道對鐵球的磁性引力至少為5mg
【答案】D
【解析】小鐵球在運動的過程中受到重力、軌道的支持力和磁力的作用,其中鐵球受軌道的磁性引力始終指向圓心且大小不變,支持力的方向過圓心,它們都始終與運動的方向垂直,所以磁力和支持力都不能對小鐵球做功,只有重力會對小鐵球做功,所以小鐵球的機械能守恒,在最高點的速度最小,在最低點的速度最大.小鐵球不可能做勻速圓周運動.故AB錯誤;小鐵球在運動的過程中受到重力、軌道的支持力和磁力的作用,在最高點軌道對小鐵球的支持力的方向可以向上,小鐵球的速度只要大于0即可通過最高點.因此小球在最高點的速度可能等于,故C錯誤;由于小鐵球在運動的過程中機械能守恒,所以小鐵球在最高點的速度越小,則機械能越小,在最低點的速度也越小,根據(jù):F=m可知小鐵球在最低點時需要的向心力越。谧畹忘c小鐵球受到的重力的方向向下,支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上.要使鐵球不脫軌,軌道對鐵球的支持力一定要大于0.所以鐵球不脫軌的條件是:小鐵球在最高點的速度恰好為0,而且到達最低點時,軌道對鐵球的支持力恰好等于0.根據(jù)機械能守恒定律,小鐵球在最高點的速度恰好為0,到達最低點時的速度滿足mg2R=mv2,軌道對鐵球的支持力恰好等于0,則磁力與重力的合力提供向心力,即:F-mg=
聯(lián)立得:F=5mg,可知,要使鐵球不脫軌,軌道對鐵球的磁性引力至少為5mg.故D正確.故選D.
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一帶正電的粒子僅在電場力作用下從A點經(jīng)B、C點運動到D點,其v-t圖像如圖所示,則下列說法中正確的是( )
A. A點的電場強度一定小于B點的電場強度
B. 粒子在A點的電勢能一定小于在B點的電勢能
C. CD間各點電場強度和電勢差都為零
D. AB兩點間的電勢差大于CB兩點間的電勢差
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【題目】發(fā)現(xiàn)萬有引力定律和測出引力常量的科學家分別是( 。
A.牛頓、卡文迪許
B.開普勒、伽利略
C.開普勒、卡文迪許
D.牛頓、伽利略
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【題目】兩個相距很近的等量異號點電荷組成的系統(tǒng)稱為電偶極子.設相距為l,電荷量分別為+q和-q的點電荷構(gòu)成電偶極子.如圖所示,取二者連線方向為y軸方向,中點O為原點,建立如圖所示的xOy坐標系,P點距坐標原點O的距離為 ,P、O兩點間連線與y軸正方向的夾角為設無窮遠處的電勢為零,P點的電勢為真空中靜電力常量為k.下面給出的四個表達式,其中只有一個是合理的.你可能不會求解P點的電勢但是你可以通過一定的物理分析,對下列表達式的合理性作出判斷.根據(jù)你的判斷的合理表達式應為…
A. B.
C. D.
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【題目】在勻強磁場中有一不計電阻的矩形線圈,繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生如圖甲所示的正弦交流電,把該交流電接在圖乙中理想變壓器的A、B兩端,電壓表和電流表均為理想電表,Rt為熱敏電阻(溫度升高時其電阻減。,R為定值電阻。下列說法正確的是
A. 在t=0.01s時,穿過該矩形線圈的磁通量的變化率為零
B. 變壓器原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為
C. Rt處溫度升高時,由于變壓器線圈匝數(shù)比不變,所以電壓表V1、V2的比值不變
D. Rt處溫度升高時,電流表的示數(shù)變小,變壓器輸入功率變大
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【題目】電梯內(nèi)放置一木塊,已知木塊的重力大小為G,電梯地板對木塊的支持力大小為N,木塊對電梯地板的壓力大小為N′,支持力和壓力的方向如圖所示.現(xiàn)在電梯加速上升,則( )
A.N=N′>G
B.N=N′=G
C.N>N′>G
D.N>N′=G
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【題目】如圖(a)所示,水平放置的平行金屬板AB間的距離d=0.1m,板長L=0.3m,在金屬板的左端豎直放置一帶有小孔的擋板,小孔恰好位于AB板的正中間,距金屬板右端x=0.5m處豎直放置一足夠大的熒光屏,現(xiàn)在AB板間加如圖(b)所示的方波形電壓,已知U0=1.0×102V,在擋板的左側(cè),有大量帶正電的相同粒子以平行于金屬板方向的速度持續(xù)射向擋板,粒子的質(zhì)量m=1.0×10-7kg,電荷量q=1.0×10-2C,速度大小均為v0=1.0×104m/s,帶電粒子的重力不計,
則:(1)求帶電粒子在電場中的運動時間;
(2)求在t=0時刻進入的粒子打在熒光屏上的位置到O點的距離;
(3)若撤去擋板,求熒光屏上出現(xiàn)的光帶長度。
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【題目】如圖所示,一小孩從公園中粗糙的滑梯上自由加速滑下,其能量的變化情況是( )
A.重力勢能減小,動能不變,機械能減小,總能量減少
B.重力勢能減小,動能增加,機械能減小,總能量不變
C.重力勢能減小,動能增加,機械能增加,總能量增加
D.重力勢能減小,動能增加,機械能守恒,總能量不變
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【題目】實驗中,如圖所示為一次記錄小車運動情況的紙帶,圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1 s.
(1)根據(jù)紙帶可判定小車做______運動.
(2)根據(jù)紙帶計算各點瞬時速度:vD=________ m/s,vC=________ m/s,vB=________ m/s.
在如圖所示坐標中作出小車的v-t圖線____,并根據(jù)圖線求出a=________.
(3)將圖線延長與縱軸相交,交點的速度的物理意義是
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