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【题目】如图表示,在磁感强度为B的水平匀强磁场中,有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直磁场方向放置,细棒与水平面夹角为α。一质量为m、带电荷为+q的圆环A套在OO′棒上,圆环与棒间的动摩擦因数为μ,且μ<tanα。现让圆环A由静止开始下滑,试问圆环在下滑过程中:

(1)圆环A的最大加速度为多大?获得最大加速度时的速度为多大?

(2)圆环A能够达到的最大速度为多大?

【答案】(1) (2)

【解析】1)由于μtanα,所以环将由静止开始沿棒下滑.环A沿棒运动的速度为v1时,受到重力mg、洛仑兹力qv1B、杆的弹力N1和摩擦力f1=μN1

根据牛顿第二定律,对沿棒的方向有mgsinα-f1=ma

垂直棒的方向有N1+qv1B=mgcosα

所以当f1=0,即N1=0时,a有最大值am,且am=gsinα

此时qv1B=mgcosα

解得

2)设当环A的速度达到最大值vm时,环受杆的弹力为N2,方向垂直于杆向下,摩擦力为f2=μN2.此时应有a=0,即
mgsinα=f2
N2+mgcosα=qvmB
解得

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,有两根长为L、质量为m的细导体棒ab(截面可视为点)。a被水平放置在倾角为的光滑斜面上,b被水平固定在与a在同一水平面的另一位置,且ab平行,它们之间的距离为x。当两细棒中均通以大小为I的同向电流时,a恰能在斜面上保持静止(近似认为ba处产生的磁感应强度处处相等,且与到b的距离成反比),则下列说法正确的是(

A. b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度方向竖直向上

B. b的电流在a处产生的磁场的磁感应强度大小为

C. 电流不变,若使b向上平移,a仍可能在原处保持静止

D. 电流不变,若使b向下平移,a将不能在原处保持静止

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,质量为m1=1kg的小物块P置于桌面上的A点并与弹簧的右端接触(不拴接),轻弹簧左端固定,且处于原长状态.质量M=3.5kg、长L=1.2m的小车静置于光滑水平面上,其上表面与水平桌面相平,且紧靠桌子右端.小车左端放有一质量m2=0.5kg的小滑块Q.现用水平向左的推力将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内)时,撤去推力,此后P沿桌面滑到桌子边缘C时速度为2m/s,并与小车左端的滑块Q相碰,最后Q停在小车的右端,物块P停在小车上距左端0.5m处.已知AB间距离L1=5cmAC间距离L2=90cmP与桌面间动摩擦因数μ1=0.4PQ与小车表面间的动摩擦因数μ2=0.1,(g10m/s2),求:

1)弹簧的最大弹性势能;

2)小车最后的速度v

3)滑块Q与车相对静止时Q到桌边的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t0t0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示.已知该波的周期T>0.20 s.下列说法正确的是________

A.波速为0.40 m/s

B.波长为0.08 m

C.x0.08 m的质点在t0.70 s时位于波谷

D.x0.08 m的质点在t0.12 s时位于波谷

E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图为验证动能定理的实验装置.钩码质量为m,小车和砝码的总质量M=300g.实验中用钩码重力的大小作为细绳对小车拉力的大小.实验主要过程如下:

①安装实验装置;

②分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度;

③计算小车的动能增量和对应细绳拉力做的功,判断两者是否相等.

(1)以下关于该实验的说法中正确的是________

A.调整滑轮高度使细绳与木板平行

B.为消除阻力的影响,应使木板右端适当倾斜

C.在质量为10g、50g、80g的三种钩码中,挑选质量为80g的钩码挂在挂钩P上最为合理

D.先释放小车,然后接通电源,打出一条纸带

(2)在多次重复实验得到的纸带中选择点迹清晰的一条.测量如图,打点周期为T,当地重力加速度为g.用题中的有关字母写出验证动能定理的表达式________

(3)写出两条引起实验误差的原因________________________________________________.

【答案】 AB 长度测量的误差 mg代替绳子的拉力

【解析】解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,了解平衡摩擦力的方法;由匀变速运动的推论求出滑块的瞬时速度,代入动能定理表达式即可正确解题。

(1)小车运动中受到重力、支持力、绳的拉力、摩擦力四个力的作用.首先若要使小车受到合力等于绳上的拉力,必须保证:摩擦力被平衡、绳的拉力平行于接触面,故A、B正确;在保证钩码重力等于细绳上的拉力及上述前提下对小车有:,对钩码:,解之有,可见只有当时才有 ,故应选用10g的钩码最为合理,C错误.打点计时器的使用要求是先接通电源,待其工作稳定后再释放小车,D错误.

(2)由题图知,故动能变化量为,合力所做功,故需验证的式子为

(3)从产生的偶然误差考虑有长度测量的误差;从系统误差产生的角度考虑有用mg代替绳子的拉力、电源频率不稳定、摩擦力未完全被平衡等引起的误差(答案合理皆可).

型】实验题
束】
90

【题目】某探究小组要尽可能精确地测量电流表○A1 的满偏电流,可供选用的器材如下:

A.待测电流表A1 (满偏电流Imax约为800 μA、内阻r1约为100Ω,表盘刻度均匀、总格数为N)

B.电流表A2 (量程为0.6 A、内阻r2=0.1Ω)

C.电压表V (量程为3V、内阻RV=3kΩ)

D.滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)

E.电源E(电动势有3V、内阻r约为1.5Ω)

F.开关S一个,导线若干

(1)该小组设计了图甲、图乙两个电路图,其中合理的是________(选填图甲图乙”).

(2)所选合理电路中虚线圈处应接入电表________(选填“B”“C”).

(3)在开关S闭合前,应把滑动变阻器的滑片P置于________(选填ab”).

(4)在实验中,若所选电表的读数为Z,电流表A1的指针偏转了n格,则可算出待测电流表A1的满偏电流Imax________.

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场。一带电粒子两次以不同速率垂直磁场边界从a点射入,两次运动轨迹分别为I、Ⅱ,对应入射速率分别为,在磁场中受到的洛伦兹力大小分别为,在磁场中运动的时间分别为,则下列正确的是( )

A.粒子带正电B.C.D.

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】请阅读下述文字, 2019年中小学开学初,某区城管局对紧邻学校经营弹弓的店铺给予批评警告。弹弓具有一定的危险性,其结构如下图所示,使用时先将弹九放在弹套内,然后将橡皮筋水平拉开,利用橡皮筋的弹力将弹丸水平弹射出去。不计空气阻力。完成下列题目:

1从松手到橡皮筋松弛的过程中,关于橡皮筋中的弹力及弹性势能的说法正确的是

A.弹力逐渐减小,弹性势能逐渐减小B.弹力逐渐减小,弹性势能逐渐增大

C.弹力逐渐增大,弹性势能逐渐减小D.弹力逐渐增大,弹性势能逐渐增大

2下图中能正确反映从松手到橡皮筋松弛的过程中,弹丸水平速度随时间变化关系的是

A.

B.

C.

D.

3若在同一位置水平射出弹丸,将橡皮筋拉的更长,弹丸射出时速度更大,则弹丸在空中的飞行时间将

A.变长B.变短C.不变D.无法确定

4弹丸从弹套水平飞出时,距地高度为h,水平速度为,重力加速度为g,则弹丸的水平射程为

A.B.C.D.

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【题目】如图(a)所示,一圆盘可绕过其圆心的水平轴在竖直平面内转动,在圆盘的边缘上绕有足够长的细线,细线上A点处有一标记(图中的黑点).沿水平方向匀加速拉动细线的一端使圆盘转动,细线与圆轮边缘无相对滑动,同时用频闪照相技术将细线上标记的运动拍摄下来,照片如图(b)所示,A1A2A3A4表示不同时刻黑点的位置。已知照片背景为厘米刻度尺,光源的频闪周期为T.要由图(b)照片提供的信息求出A3标记时圆轮转动的角速度,还需直接测量的物理量是______________;从拍摄到A3的标记起(此时圆盘角速度为ω)再经过3个频闪周期,圆盘的角速度ω′=__________.

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【题目】观看科幻电影《流浪地球》后,某同学设想地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道通过木星的情景,如图所示,轨道上P点距木星最近(距木星表面的高度可忽略)。则

A.地球靠近木星的过程中运行速度减小

B.地球远离木星的过程中加速度增大

C.地球远离木星的过程中角速度增大

D.地球在P点的运行速度大于木星第一宇宙速度

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同步练习册答案