【题目】如图甲所示,MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨,NQ⊥MN,导轨的电阻均不计.导轨平面与水平面间的夹角θ=37°,NQ间连接有一个R=4Ω的电阻.有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上,磁感应强度为B0=1T.将一根质量为m=0.05kg电阻为r(大小未知)的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上,且与导轨接触良好.现由静止释放金属棒,当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度,已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C,且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示,设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行.取g=10m/s2.求:
(1)金属棒与导轨间的动摩擦因数μ;
(2)cd离NQ的距离s;
(3)金属棒滑行至cd处的过程中,电阻R上产生的热量.
(4)金属棒经历多长时间滑行至cd.
【答案】(1) μ=0.5 (2)s=2m (3) QR=0.08J (4)t=2s
【解析】(1)由乙图知,当v=0时,a=2m/s2.由牛顿第二定律得:
mgsinθ﹣μmgcosθ=ma
代入数据解得:μ=0.5
(2)由图象可知:当vm=2m/s时,a=0,金属棒达到稳定速度,则有:
感应电动势为:E=B0Lv
安培力为:FA=B0IL
感应电流为:
稳定时金属棒做匀速运动,受力平衡,可得:mgsinθ=FA+μmgcosθ
代入数据解得:r=1Ω
在此过程中通过金属棒截面的电量为:
又磁通量的变化量为:△Φ=B0Ls
代入数据解得:s=2m
(3)棒下滑的过程中重力、摩擦力与安培力做功,得:
mgh﹣μmgscos37°﹣WF=mvm2﹣0
回路中产生的总焦耳热为:Q总=WF;
电阻R上产生的热量为:QR= Q总;
代入数据得:QR=0.08J----1分
(4)
累加后
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【题目】(1)如图甲所示,在“用双缝干涉测光的波长”实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后,接通电源使光源正常工作。
①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米,副尺(游标尺)上有20分度。某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐,如图乙所示,此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示,此示数为_______mm;接着再转动手轮,使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐,测得A到B条纹间的距离为8.40mm。利用上述测量结果,经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ=________m(保留2位有效数字)。
②另一同学按实验装置安装好仪器后,观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了一下改动后,在像屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是________。
A.仅将滤光片移至单缝和双缝之间
B.仅将单缝远离双缝移动少许
C.仅将单缝与双缝的位置互换
D.仅将红色滤光片换成绿色的滤光片
(2)在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图所示的装置。实验操作的主要步骤如下:
A.在一块平木板上钉上复写纸和白纸,然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前,木板与槽口之间有一段距离,并保持板面与轨道末端的水平段垂直
B.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹A
C.将木板沿水平方向向右平移一段动距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,小球撞到木板在白纸上留下痕迹B
D.将木板再水平向右平移同样距离x,使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下,再在白纸上得到痕迹C
若测得A、B间距离为y1,B、C间距离为y2,已知当地的重力加速度为g。
①关于该实验,下列说法中正确的是_______
A.斜槽轨道必须尽可能光滑
B.每次释放小球的位置可以不同
C.每次小球均须由静止释放
D.小球的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度h,之后再由机械能守恒定律求出
②根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式为v0=________。(用题中所给字母表示)
③实验完成后,该同学对上述实验过程进行了深入的研究,并得出如下的结论,其中正确的是______。
A.小球打在B点时的动量与打在A点时的动量的差值为Δp1,小球打在C点时的动量与打在B点时动量的差值为Δp2,则应有Δp1:Δp2=1:1
B.小球打在B点时的动量与打在A点时的动量的差值为Δp1,小球打在C点时的动量与打在B点时动量的差值为Δp2,则应有Δp1:Δp2=1:2
C.小球打在B点时的动能与打在A点时的动能的差值为ΔEk1,小球打在C点时的动能与打在B点时动能的差值为ΔEk2,则应有ΔEk1:ΔEk2=1:1
D.小球打在B点时的动能与打在A点时的动能的差值为ΔEk1,小球打在C点时的动能与打在B点时动能的差值为ΔEk2,则应有ΔEk1:ΔEk2=1:3
④另外一位同学根据测量出的不同x情况下的y1和y2,令y= y2-y1,并描绘出了如图所示的y-x2图象。若已知图线的斜率为k,则小球平抛的初速度大小v0与k的关系式为____。(用题中所给字母表示)
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【题目】用自由落体法进行“验证机械能守恒定律”的实验:
①实验完毕后选出一条纸带如图所示,其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通以50Hz的交流电。用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.00cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,重物的质量为1.00kg,g=9.80m/s2。甲同学根据以上数据算出:当打点计时器打到B点时重力势能比开始下落时减少了_______J;此时重物的动能比开始下落时增加了______J。(结果均保留三位有效数字)。
②某同学利用他自己实验时打出的纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图的图线。图线未过原点O的原因是___________。
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【题目】如图所示,A、B 两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A 放在固定的光滑斜面上,B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为 k 的轻质弹簧相连,C 球放在水平地面上。现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A 的质量为 4m,B、C 的质量均为 m,重力加速度为 g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态。释放 A 后,A 沿斜面下滑至速度最大时 C 恰好离开地面。下列说法正确的是( )
A. 斜面倾角 α=30°
B. 获得最大速度为 2g
C. C 刚离开地面时,B的加速度最大
D. 斜面倾角 α=45°
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【题目】如图所示,有一台小型发电机,其矩形线圈的匝数n=20匝,线圈面积S=0.01m2,线圈电阻r=0.5Ω,磁场的磁感应强度时,产生频率f=50Hz的单相正弦交变电流,供电给“220V 2200W”的电器让其正常工作.求:
(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出线圈中感应电动势的瞬时表达式;
(2)发动机输出端交流电压表的示数;
(3)电阻R的阻值.
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【题目】一辆汽车质量为1×103 kg,最大功率为2×104 W,在水平路面上由静止开始做直线运动,最大速度为v2,运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为3×103 N,其行驶过程中牵引力与车速的倒数的关系如图所示.则下列判断正确的是
A.汽车先做匀加速运动,再做匀减速运动
B.最大速度大小为20 m/s
C.整个过程中最大加速度为2 m/s2
D.汽车速度为10 m/s时发动机的功率为20 kW
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【题目】如图所示,a为放在赤道上相对地球静止的物体,随地球自转做匀速圆周运动,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径近似等于地球半径),c为地球的同步卫星,以下关于a、b、c的说法中正确的是( )
A. 、、做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为
B. 与相比,的发射速度更大
C. 、、做匀速圆周运动的线速度大小关系为
D. 、、做匀速圆周运动的周期关系为
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【题目】2013年4月出现了“火星合日”的天象,“火星合日”是指火星、太阳、地球三者之间形成一条直线时,从地球的方位观察,火星位于太阳的正后方,火星被太阳完全遮蔽的现象,如图所示,已知地球、火星绕太阳运动的方向相同,若把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆,火星绕太阳公转周期约等于地球公转周期的2倍,由此可知( )
A. “火星合日”约每1年出现一次
B. “火星合日”约每2年出现一次
C. 火星的公转半径约为地球公转半径的倍
D. 火星的公转半径约为地球公转半径的8倍
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【题目】(多选)下列关于物体是否可以看做质点的说法正确的有( )
A. 研究奥运游泳冠军孙杨的游泳技术时,孙杨不能看做质点
B. 研究飞行中的直升飞机上的螺旋桨的转动情况时,直升飞机可以看做质点
C. 观察航空母舰上的舰载飞机起飞时,可以把航空母舰看做质点
D. 在作战地图上确定航空母舰的准确位置时,可以把航空母舰看做质点
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