【题目】如图所示,电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R.质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动,外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv(F0、k是常量),金属棒与导轨始终垂直且接触良好.金属棒中感应电流为I,受到的安培力大小为FA , 电阻R两端的电压为UR , 感应电流的功率为P,它们随时间t变化图象可能正确的有( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B,C
【解析】解:设金属棒在某一时刻速度为v,由题意可知,感应电动势E=BLv,环路电流 ,即I∝v;安培力
,方向水平向左,即
∝v;R两端电压
,即
∝v;感应电流功率
,即
.
分析金属棒运动情况,由力的合成和牛顿第二定律可得:
=
,即加速度
,因为金属棒从静止出发,所以
,且
,即a>0,加速度方向水平向右.(1)若
,
,即
,金属棒水平向右做匀加速直线运动.有v=at,说明v∝t,也即是I∝t,
,
,
,所以在此情况下没有选项符合.(2)若
,
随v增大而增大,即a随v增大而增大,说明金属棒做加速度增大的加速运动,速度与时间呈指数增长关系,根据四个物理量与速度的关系可知B选项符合;(3)若
,
随v增大而减小,即a随v增大而减小,说明金属棒在做加速度减小的加速运动,直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动,根据四个物理量与速度关系可知C选项符合;
故选:BC
对金属棒受力分析,根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律得出 表达式,分情况讨论加速度的变化情况,分三种情况讨论:匀加速运动,加速度减小的加速,加速度增加的加速,再结合图象具体分析.
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【题目】在测定玻璃的折射率实验中,由于实验室中矩形玻璃砖的数量不够,部分同学需改用直角三棱镜做“测定玻璃的折射率”的实验,实验步骤如下: a.如图所示,先在一张白纸上作相互垂直的直线ab、a′b′作为三棱镜的两个界面,并在直线上标出点O;
b.标出P3、P4位置;
c.将三棱镜放在白纸上,使短边跟ab对齐,长边跟a′b′对齐;
d.在长边a′b′的外侧透过三棱镜观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P1的像完全被P2挡柱;
e.在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4 , 使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P1、P2的像和P3;
f.在O点作一垂直ab的线段AO,在AO上垂直地插两枚大头针P1、P2;
g.移去三棱镜和大头针,连接P3P4 , 交a′b′于O′,过O′点作与a′b′垂直的直线MN;
h.作光路图,计算折射率n.
(1)正确的实验步骤顺序为
(2)根据题图中所给数据求出该玻璃的折射率n= .
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【题目】在光滑水平面上有一物体受水平恒力F的作用而运动,在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧,如图所示,当物体与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中,下列说法正确的是( )
A. 物体接触弹簧后立即做减速运动
B. 物体接触弹簧后先加速后减速
C. 当弹簧处于压缩量最大时,物体的加速度等于零
D. 当物体的速度为零时,它所受的合力不为零
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【题目】某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为S。比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到时,再以
做匀速直线运动跑至终点。整个过程中球一直保持在球拍中心不动。比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为
,如图所示。设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比(
),方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为m,重力加速度为g。
(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数;
(2)求在加速跑阶段球拍倾角随速度
变化的关系式;
(3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为,而球拍的倾角比
大了
并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求
应满足的条件。
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【题目】如图所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于水平方向的匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.线框绕与cd重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动,线框转过 时的感应电流为I,下列说法正确的是( )
A.线框中感应电流的有效值为2I
B.线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为
C.从中性面开始转过 的过程中,通过导线横截面的电荷量为
D.线框转一周的过程中,产生的热量为
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【题目】在某中学生秋季田径运动会的800米比赛中,甲同学很想得冠军,他一直冲在最前面,由于开始体力消耗太大,最后在直道上距终点x0=50米处时便只能保持v0=5m/s的速度匀速前进而不能加速冲刺,此时一直保持在他后面的乙同学在直道上距甲同学6.25m,速度为v1=4m/s,乙同学立即发力并以恒定的加速度匀加速冲刺,到达终点时的速度为v2=8.5m/s.试分析:
(1)乙同学冲刺的加速度a多大?
(2)甲、乙两同学谁先到达终点而获得冠军?(要通过计算说明)
(3)从乙同学开始发力冲刺到两人中第一个跑到终点为止,他们之间的最大距离是多少?
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【题目】伽利略在研究自由落体运动时,主要遇到了两个问题:①无精确的计时仪器;②无测瞬时速度的工具,关于伽利略解决上述问题的办法,下列说法正确的是()
A. 利用替代
解决了问题①
B. 利用替代
解决了问题②
C. 利用斜面上小球的运动替代自由落体运动解决了问题①
D. 利用替代
解决了问题②
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【题目】测速仪安装有超声波发射和接受装置,如图所示,B为测速仪,A为汽车,两者相距335m,某时刻B发出超声波,同时A由静止开始做匀加速直线运动,当B接受到反射回来的超声波信号时,A、B相距355m,已知声速为340m/s,则下列说法正确的是( )
A. 经2s,B接受到返回的超声波
B. 超声波追上A车时,A车前进了10m
C. A车加速度的大小为10m/s2
D. A车加速度的大小为5m/s2
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【题目】某活动小组利用图装置测定当地的重力加速度.直径为D的钢球自由下落过程中,先后通过光电门A、B,计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为tA、tB.用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度.测出两光电门间的距离为h,则
(1)钢球通过光电门A时的瞬时速度为 ,钢球通过光电门A、B间的平均速度为 .
(2)当地的重力加速度为 .
(3)钢球通过光电门A的平均速度______(选填“>”或“<”)钢球球心通过光电门A的瞬时速度.
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