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19.在0℃时,将两根长度和质量相等的均匀铜棒和铁棒连接在一起,并将支点放在接头处刚好平衡,如图所示,当温度升高数百摄氏度时,能观察到的现象是(  )(铜的热膨胀系数比铁的大)
A.仍能保持水平方向平衡B.左端向上翘起,右端向下降
C.右端向上翘起,左端向下降低D.以上三种现象均可能

分析 金属具有热胀冷缩的性质,已知铜的热膨胀系数比铁的大,当温度升高数百摄氏度时,铜和铁的质量不变,但体积增大,使得铜棒重力mg的力臂增加值大于铁棒重力mg的力臂增加值,据此分析杠杆是否平衡.

解答 解:当温度升高数百摄氏度时,铜和铁的质量不变,两边受到的力不变,均为mg,但体积增大,使铜棒重力mg的力臂增加值大于铁棒重力mg的力臂增加值,使得左边力和力臂的乘积大于右边力和力臂的乘积,右端将向上翘起,呈左低右高状态.
故C正确,ABD错误.
故选:C.

点评 本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用,能根据铜的热膨胀系数比铁的大得出铜棒重力mg的力臂增加值大于铁棒重力mg的力臂增加值是本题的关键.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

16.电荷量为Q1=3.0×10-10 C的负电荷,在电场中某点受到的电场力F=6.3×10-7 N,方向竖直向上,则该点的场强大小为2.1×103N/C,场强方向为竖直向下;如果将负电荷Q1改换为Q2=6.0×10-10 C的正电荷,那么正电荷受到的电场力大小为1.26×10-6N;如果该点不放电荷,该点场强大小为2.1×103N/C.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

10.如图(a)所示,两个完全相同的“人”字型金属轨道面对面正对着固定在竖直平面内,间距为d,它们的上端公共轨道部分保持竖直,下端均通过一小段弯曲轨道与一段直轨道相连,底端置于绝缘水平桌面上.MM′、PP′(图中虚线)之下的直轨道MN、M′N′、PQ、P′Q′长度均为L且不光滑(轨道其余部分光滑),并与水平方向均构成37°斜面,在左边轨道MM′以下的区域有垂直于斜面向下、磁感强度为B0的匀强磁场,在右边轨道PP′以下的区域有平行于斜面但大小未知的匀强磁场Bx,其它区域无磁场.QQ′间连接有阻值为2R的定值电阻与电压传感器(e、f为传感器的两条接线).另有长度均为d的两根金属棒甲和乙,它们与MM′、PP′之下的轨道间的动摩擦因数均为μ=$\frac{1}{8}$.甲的质量为m、电阻为R;乙的质量为2m、电阻为2R.金属轨道电阻不计.
先后进行以下两种操作:
操作Ⅰ:将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧,从某处由静止释放,运动到底端NN′过程中棒始终保持水平,且与轨道保持良好电接触,计算机屏幕上显示的电压-时间关系图象U-t图如图(b)所示(图中U已知);
操作Ⅱ:将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧、金属棒乙(图中未画出)紧靠竖直轨道的右侧,在同一高度将两棒同时由静止释放.多次改变高度重新由静止释放,运动中两棒始终保持水平,发现两棒总是同时到达桌面.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)试求操作Ⅰ中甲到MM′的速度大小;
(2)试求操作Ⅰ全过程定值电阻上产生的热量Q;
(3)试求右边轨道PP′以下的区域匀强磁场Bx的方向和大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

7.如图,质量为m、边长为L的正方形线框,从有界的匀强磁场上方由静止自由下落,线框电阻为R,匀强磁场的高度为H(L<H),磁感应强度为B,线框下落过程中ab边与磁场边界平行且保持水平.已知ab边刚进入磁场时和ab边刚穿出磁场时线框都做减速运动,加速度大小都为$\frac{1}{3}$g.则(  )
A.ab边刚进入磁场时所受的安培力大小为$\frac{2}{3}$mg
B.ab边刚进入磁场时的速度大小为v=$\frac{4mgR}{3{B}^{2}{L}^{2}}$
C.线框进入磁场的过程中,产生的热量为mgH
D.线框穿过整个磁场区域的过程中,产生的热量为2mgH

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

14.竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、N处与距离为2r、电阻不计的平行光滑金属导轨ME、NF相接,E、F之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R.在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ,磁感应强度大小均为B.现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从图中半圆环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,设平行导轨足够长.已知导体棒下落r/2时的速度大小为v1,下落到MN处时的速度大小为v2
求:
(1)求导体棒ab从A处下落$\frac{r}{2}$时的加速度大小;
(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变,求磁场Ⅰ和Ⅱ之间的距离h和R2上的电功率P2
(3)当CD边界在某一位置时,导体棒ab进入磁场恰好能做匀速直线运动.若再将磁场Ⅱ的CD边界略微下移,已知此时导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时的速度大小为v3,要使其在外力F作用下做匀加速直线运动,加速度大小为a,求所加外力F随时间变化的关系式.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

4.如图(a)所示,ABCD是一个T型支架,已知整个支架的质量为m1=5kg,重心在BD上、离B点0.2m的O点处,BD=0.6m,D点通过铰链连接在水平地面上,ABC部分成为一斜面,与水平地面间的夹角为37°,且AB=BC,AC⊥BD.现有一质量为m2=10kg的钢块以v0=4m/s的初速度滑上ABC斜面,钢块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.25.问:T型支架会不会绕D点转动?

某同学的解题思路如下:
可以先算出钢块静止在ABC上恰好使支架转动的位置,如图(b)所示.根据支架受力情况写出此时力矩平衡的式子:MN=Mf+MG,可根据该式子求出该位置到C点的距离s1
(MN、Mf、MG分别是钢块对斜面的压力的力矩、摩擦力的力矩以及T型支架自身重力的力矩,其中N=m2gcos37°,f=m2gsin37°.)
然后算出钢块以4m/s的速度在斜面上最多能滑行的距离s2
比较这两个距离:若s1≥s2,则T型支架不会绕D点转动;若s1<s2,则会转动.
请判断该同学的解题思路是否正确,若正确,请按照该思路,写出详细的解题过程,求出结果;若不正确,请给出你认为的正确解法.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

11.空间某区域竖直平面内存在电场,电场线分布如图所示.一个质量为m、电量为q,电性未知的小球在该电场中运动,小球经过A点时的速度大小为v1,方向水平向右,运动至B点时的速度大小为v2.若A、B两点之间的高度差为h,则以下判断中正确的是(  )
A.小球在A点的电势能比B大
B.若v2>v1,则电场力不一定做正功
C.A、B两点间的电势差为$\frac{m}{2q}$(v${\;}_{2}^{2}$-v${\;}_{1}^{2}$-2gh)
D.小球从A运动到B点的过程中电场力做的功为$\frac{1}{2}$mv22-mv12

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

8.如图所示,A、B两图线分别表示在同一参考系中甲、乙两物体运动的位移-时间图象,下列说法正确的是(  )
A.甲做直线运动,乙做曲线运动B.运动中甲、乙仅相遇一次
C.交点M表示两物体位移相等D.甲、乙两物体均做直线运动

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

9.关于物体的惯性,下列说法中正确的是(  )
A.在宇宙飞船中的物体不存在惯性
B.乒乓球可以被快速抽杀,是因为乒乓球惯性小
C.静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的物体惯性大
D.运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体速度大,惯性也大

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