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【题目】如图(a)所示,利用常见的按压式圆珠笔,可以做一个有趣的实验,先将笔倒立向下按压然后放手,笔将向上弹起一定的高度。为了研究方便,把笔简化为外壳、内芯和轻质弹簧三部分。弹跳过程可以分为三个阶段,如图(b)所示:①把笔竖直倒立于水平硬桌面上,下压外壳使其下端接触桌面(位置Ⅰ);②由静止释放,外壳在弹簧弹力的作用下竖直上升与静止的内芯碰撞(位置Ⅱ);③碰撞后内芯与外壳以共同的速度一起上升到最大高度处(位置Ⅲ),不计摩擦与空气阻力,下列说法正确的是(  )

A. 仅减小内芯的质量,则笔弹起的高度将变小

B. 仅增大弹簧的劲度系数,则笔弹起的高度将变大

C. 仅增大内芯的质量,则笔弹起过程中损失的机械能将变大

D. 在笔弹起的过程中,弹簧释放的弹性势能等于笔增加的重力势能

【答案】BC

【解析】A、设内芯质量为m,外壳质量为M压缩弹簧储存弹性势能。设外壳与内芯碰撞前的速度为v0、上升的高度为Δh,静止释放后弹性势能转化为外壳的初动能和重力势能, 。外壳与内芯发生完全非弹性碰撞,根据动量守恒有 ,内芯和外壳碰撞后一起上升的最大高度为。仅减小内芯的质量m,弹起的高度增加,A错误;B、仅增大弹簧的劲度系数,弹性势能增大,则笔弹起的高度将变大,B正确;C、碰撞时损失的机械能,仅增大内芯的质量mΔE增大,C正确。D、笔芯和外壳碰撞时有机械能损失,所以笔弹起的过程中,弹簧释放的弹性势能大于笔增加的重力势能,D错误。故选BC.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】用一水平力F拉静止在水平面上的物体,在F从零开始逐渐增大的过程中,加速度a随外力F变化的图象如图所示,取g=10m/s2,水平面各处粗糙程度相同,则由此可以计算出

A. 物体的质量

B. 物体与水平面间的动摩擦因数

C. 外力F12N时物体的速度

D. 外力F6N增大到12N过程中物体运动的位移大小

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【题目】在公路转弯处,常采用外高内低的斜面式弯道,这样可以使车辆经过弯道时不必大幅减速,从而提高通行能力且节约燃料.若某处有这样的弯道,其半径为r100m,路面倾角为θ,且tanθ0.4,取g10 m/s2.

(1)求汽车的最佳通过速度,即不出现侧向摩擦力时的速度.

(2)若弯道处侧向动摩擦因数μ0.5,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求汽车的最大速度.

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【题目】图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

1实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线________。每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛________。

2图乙是正确实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为________m/s。g取98m/s2

3在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长L=5 cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为________m/s;B点的竖直分速度为________m/s。g取10m/s2

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【题目】两个比荷相同、质量不同的带电粒子a、b,以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域,其运动轨迹如图所示,粒子的重力不计,下列说法中正确的( )

A. a粒子带正电,b粒子带负电

B. a粒子在磁场中所受洛伦兹力一定较大

C. b粒子在磁场中运动时间一定较短

D. b粒子的动能一定较大

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【题目】如图所示的齿轮传动装置中右轮半径为2ra为它边缘上的一点,b为轮上的一点,b距轴为r.左侧为一轮轴,大轮的半径为3rd为它边缘上的一点;小轮的半径为rc为它边缘上的一点.若传动中齿轮不打滑,则(

A. b点与c点的线速度大小相等

B. d点与a点的线速度大小相等

C. b点与c点的角速度大小相等

D. a点与d点的向心加速度大小之比为1:6

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【题目】如图1所示,厚度为h,宽度为d的导体板放在匀强磁场中,磁场方向垂直于板的两个侧面向里,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.霍尔效应可解释如下: 外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横 向电场,横向电场对电子施加与洛仑兹力方向相反的电场力,当电场力与洛仑兹力达到平衡时,导体板上下两 侧之间就会形成稳定的电势差.

1达到稳定时,导体板上下侧面的电势哪个高?

2若测得上侧面A和下侧面A′之间的电压为U1,磁感应强度为B1,求此时电子做匀速直线运动的速度为多少?

3由于电流和电压很容易测量,因此霍尔效应经常被用于检测磁感应强度的大小.若已知该导体内部单位体积内自由电子数为,电子电量为e,测得通过电流为I时,导体板上下侧面的电压为U ,求此时磁感应强度B的大小.

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【题目】如图所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上t =0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示,则( )

A. t2t3这段时间内,小球的速度先增大后减小

B. t1t2 这段时间内,小球的速度始终在增加

C. t1t3这段时间内,小球的机械能守恒

D. t2时刻小球的机械能最大

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【题目】如图,水平向右的匀强电场中,一带电粒子从A点以竖直向上的初速度开始运动,经最高点B后回到与A在同一水平线上的C点,粒子从AB过程中克服重力做功,电场力做功,则(

A. 粒子在B点的动能比在A点多

B. 粒子在C点的电势能比在B点少

C. 粒子在C点的机械能比在A点多

D. 粒子在C点的动能为

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