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【题目】如图所示,质量mB=3.5kg的物体B通过一轻弹簧固定在地面上,弹簧的劲度系数k=100N/m,轻绳一端与物体B连接,绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1,O2后,另一端与套在光滑直杆顶端质量mA=1.6kg的小球A连接。已知直杆固定,杆长L0.8m,与水平面的夹角θ=37°,初始时使小球A静止不动,与A端相连的绳子保持水平,此时绳子中的张力F45N。已知AO1=0.5m,重力加速度g10m/s2,绳子不可伸长;现将小球A从静止释放,求:

(1)在释放小球A前弹簧的形变量;

(2)若直线CO1与杆垂直,求物体从A点运动到C点的过程中绳子拉力对物体A所做的功。

【答案】(1) (2)

【解析】(1)释放小球A前,物体B处于平衡状态,kx=F-mg

x=0.1m

故弹簧被拉长了0.1m

(2)小球从杆顶端运动到C点的过程,由动能定理:

其中h=CO1cos370

物体B下降的高度

由此可知,此时弹簧被压缩了0.1m,则弹簧的弹性势能在初,末状态相同。

再以AB和弹簧为系统,由机械能守恒:

对小球进行速度分解可知,小球运动到C点时物体B的速度vB=0

由①②③④联立可得:

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,两根间距为L、足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面上,导轨上横放着两根电阻均为R的相同导体棒abcd与导轨构成矩形回路。导体棒ab中点与一端固定的轻质弹簧连接,弹簧劲度系数为k,整个装置置于竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。导体棒cd在水平向右的外力作用下以大小为v0的速度向右匀速运动,导轨及接触电阻不计,当导体棒ab稳定时,下列说法正确的是( )

A. 回路中有逆时针方向的感应电流

B. 回路中的感应电流为

C. 外力的功率为

D. 弹簧被拉伸的长度为

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【题目】2016年11月14日“超级月亮”现身合肥市夜空,某时刻月亮看起来比平常大、亮度提高了,这是因为月球沿椭圆轨道绕地球运动到近地点的缘故,则下列说法中正确的是

A. 此时月球的速度最小

B. 此时月球的加速度最大

C. 月球由远地点向近地点运动的过程,地球对月球的万有引力做负功

D. 月球由远地点向近地点运动的过程,月球的机械能减小

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【题目】霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展.如图所示,在一矩形半导体薄片的P,Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M,N间出现电压UH,这个现象称为霍尔效应,UH称为霍尔电压,且满足UH=k ,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数.某同学通过实验来测定该半导体薄片的霍尔系数.

(1)若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图1所示,该同学用电压表测量UH时,应将电压表的“+”接线柱与______(“M”“N”)端通过导线相连.

(2)已知薄片厚度d=0.40 mm,该同学保持磁感应强度B=0.10 T不变,改变电流I的大小,测量相应的UH值,记录数据如下表所示.根据表中数据在图2中画出UH—I图线 _________________________ ,利用图线求出该材料的霍尔系数为______×10-3V·m·A-1·T-1(保留2位有效数字).

(3)该同学查阅资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图3所示的测量电路,S1,S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(未画出).为使电流从Q端流入,P端流出,应将S1掷向________(“a”“b”),S2掷向________(“c”“d”).为了保证测量安全,该同学改进了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中.在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻应串联在相邻器件________________(填器件代号)之间.

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【题目】如图所示,空间存在一有边界的条形匀强磁场区域,磁场方向与竖直平面(纸面)垂直,磁场边界的间距为L.一个质量为m、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动,线框所在平面始终与磁场方向垂直,且线框上、下边始终与磁场的边界平行.t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合(图中位置Ⅰ),导线框的速度为v0.经历一段时间后,当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时(图中位置Ⅱ),导线框的速度刚好为零.此后,导线框下落,经过一段时间回到初始位置Ⅰ(不计空气阻力),则(  )

A. 上升过程中合力做的功与下降过程中合力做的功相等

B. 上升过程中线框产生的热量比下降过程中线框产生的热量多

C. 上升过程中,导线框的加速度逐渐减小

D. 上升过程克服重力做功的平均功率小于下降过程重力的平均功率

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【题目】法拉第在1831年发现了磁生电现象。如图,他把两个线圈绕在同一个软铁环上,线圈A和电池连接,线圈B用导线连通,导线下面平行放置一个小磁针。实验中可能观察到的现象是

A. 用一节电池作电源小磁针不偏转,用十节电池作电源小磁针会偏转

B. 线圈B匝数较少时小磁针不偏转,匝数足够多时小磁针会偏转

C. 线圈A和电池连接瞬间,小磁针会偏转

D. 线圈A和电池断开瞬间,小磁针不偏转

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【题目】如图所示是一种延时开关。当S1闭合时,电磁铁F将衔铁D吸下,将C线路接通.S1断开时,由于电磁感应作用,D将延迟一段时间才被释放,则【 】

A. 由于A线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用

B. 由于B线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用

C. 如果断开B线圈的电键S2,无延时作用

D. 如果断开B线圈的电键S2,延时将变长

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【题目】一小型交流发电机的电枢为正方形线圈,线圈匝数为N,边长为L,以其中一条边为轴在磁壁应强度大小为B的匀强磁场中匀速转动,磁场方向与转轴垂直。发电后通过原副线圈匝数比为的理想变压器给小灯泡供电,小灯泡能正常发光。若小灯泡的额定电流为I、额定功率为P,输电线和线圈电阻均不计,则下列说法正确的是

A. 线圈磁通量的最大值为

B. 小型发电机的输出电压为

C. 线圈在磁场中转动的角速度

D. 线圈平面与磁感应强度方向的夹角为30°时,产生的瞬时感应电动势为

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【题目】地面上方存在竖直方向的电场,电场强度随高度的变化而改变,如图甲所示,一带电的物体静止在绝缘的水平地面上,在电场力的作用下开始向上运动。在物体运动过程中所带电量不变,空气阻力不计,物体在运动过程中仅受重力和电场力作用,取水平地面为重力势能的零势能面,其机械能E与竖直位移x的关系图象如图乙所示,其中曲线上A点处的切线的斜率最大,则

A. x1处电场强度最强

B. x1→x2过程中,物体的动能先增大后减小

C. x3→x4过程中,物体向下运动

D. x3→x4过程中,物体的电势能一直增大

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