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【题目】泥石流是在雨季由于暴雨、洪水将含有沙石且松软的土质山体经饱和稀释后形成的洪流。泥石流流动的全过程虽然只有很短时间,但由于其高速前进,具有强大的能量,因而破坏性极大。某课题小组对泥石流的威力进行了模拟研究,他们设计了如图甲所示的模型:在水平地面上放置一个质量为m4 kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移变化如图乙所示,已知物体与地面间的动摩擦因数为μ0.5g10 m/s2.则:

(1)物体在运动过程中的最大加速度为多少?

(2)在距出发点多远处,物体的速度达到最大?

(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少?

【答案】(1)15m/s2(2)3m(3)8m

【解析】

(1)当推力F最大时,加速度最大,由牛顿第二定律,得

可解得

(2)由图象可知,变化的函数方程为

速度最大时,合力为0,即

所以

(3)位移最大时,末速度一定为0,由动能定理可得

由图象可知,力做的功为

所以

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,表面光滑的楔形物块ABC固定在水平地面上,ABC<∠ACB,质量相同的物块ab分别从斜面顶端沿ABAC由静止自由滑下。在两物块到达斜面底端的过程中,正确的是

A.两物块所受重力冲量相同

B.两物块的动量改变量相同

C.两物块的动能改变量相同

D.两物块到达斜面底端时重力的瞬时功率相同

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减小。某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律:

(1)他们应选用下图所示的哪个电路进行实验?答:____

A. B.

C. D.

(2)实验测得元件Z的电压与电流的关系如下表所示。根据表中数据,判断元件Z金属材料还是半导体材料?答:___________________

UV

0

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.50

1.60

IA

0

0.20

0.45

0.80

1.25

1.80

2.81

3.20

(3)把元件Z接入如图所示的电路中,当电阻R的阻值为R1时, 电流表的读数为1.25A;当电阻R的阻值为R23.6Ω时,电流表的读数为0.80A 。结合上表数据,求出电池的电动势为____V,内阻为____Ω。(不计电流表的内阻,结果保留两位有效数字)

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【题目】如图所示,一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场(磁感应强度为B)和匀强电场(电场强度为E)组成的速度选择器,然后粒子通过平板S上的狭缝P进入另一匀强磁场(磁感应强度为B),最终打在A1A2上,下列表述正确的是(  )

A.粒子带负电

B.所有打在A1A2上的粒子,在磁感应强度为B的磁场中的运动时间都相同

C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于

D.粒子打在A1A2的位置越靠近P,粒子的比荷越大

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【题目】太阳系的第二大行星土星的卫星很多,其中土卫五和土卫六绕土星的运动可近似看作圆周运动,下表是关于土卫五和土卫六两颗卫星的资料.两卫星相比(

卫星

发现者

发现年份

距土星中心距离/km

质量/kg

直径/km

土卫五

卡西尼

1672

527 000

2.31×1021

765

土卫六

惠更斯

1655

1 222 000

1.35×1023

2 575

A.土卫五绕土星运动的周期较小

B.土卫五绕土星运动的线速度较小

C.土卫六绕土星运动的角速度较大

D.土卫六绕土星运动的向心加速度较大

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【题目】如图所示,在等量异种点电荷形成的电场中有ABC三点,A点为两点电荷连线的中点,B点为连线上距A点距离为d的一点,C点为连线中垂线上距A点距离也为d的一点。则下列说法正确的是(  )

A.

B.

C.将正点电荷q沿AC方向移动到无穷远处的过程中,电势能逐渐减少

D.将负点电荷q沿AB方向移动到负点电荷处的过程中,所受电场力先变小后变大

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【题目】如图所示,空间内有一磁感应强度的水平匀强磁场,其上下水平边界的间距为H,磁场的正上方有一长方形导线框,其长和宽分别为,质量,电阻。将线框从距磁场高处由静止释放,线框平面始终与磁场方向垂直,线框上下边始终保持水平,重力加速度取。求:

(1)线框下边缘刚进入磁场时加速度的大小;

(2)若在线框上边缘进入磁场之前,线框已经开始匀速运动。求线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q

(3)请画出从线框由静止开始下落到线框上边缘进入磁场的过程中,线框速度vt变化的图像(定性画出)。

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【题目】如图所示,质量为M的足够长金属导轨PQMN放在光滑的绝缘水平面上,一电阻为R,质量为m的导体棒ef放置在导轨上,棒与导轨间光滑并始终与导轨接触良好,其右侧有两个固定于水平面的光滑立柱cd,且PQcd构成正方形。导轨PQ段电阻为r,长为L。开始时,以cd为边界(图中虚线所示),其右侧导轨电阻为零,匀强磁场方向竖直向下;其左侧导轨单位长度的电阻为R,匀强磁场水平向右,磁感应强度大小均为B。在t0时,一水平向右的拉力F垂直作用在导轨的PQ边上,使导轨由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动,重力加速度取g。求:

(1)t1时间,回路中磁通量的变化量;

(2)水平向右的拉力F随时间变化的关系式;

(3)F=0,金属导轨PQMN静止,cd右侧磁场均匀增大,当达到何值时,导体棒ef刚好对轨道无压力。

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【题目】1932年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器,巧妙地利用带电粒子在磁场中运动特点,解决了粒子的加速问题。现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和恢学设备中。回旋加速器的工作原理如图甲所,置于真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,加速器按一定频率的高频交流电源,保证粒子每次经过电场都被加速,加速电压为UD形金属盒中心粒子源产生的粒子,初速度不计,在加速器中被加速,加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。

(1)求把质量为m、电荷量为q的静止粒子加速到最大动能所需时间;

(2)若此回旋加速器原来加速质量为2m,带电荷量为qα粒子(),获得的最大动能为Ekm,现改为加速氘核(),它获得的最大动能为多少?要想使氘核获得与α粒子相同的动能,请你通过分析,提出一种简单可行的办法;

(3)已知两D形盒间的交变电压如图乙所示,设α粒子在此回旋加速器中运行的周期为T,若存在一种带电荷量为q、质量为m的粒子,在时进入加速电场,该粒子在加速器中能获得的最大动能?(在此过程中,粒子未飞出D形盒)

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