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某游乐场开发了一个名为“翻天滚地”的游乐项目。原理图如图10所示:一个圆弧形光滑圆管轨道ABC,放置在竖直平面内,轨道半径为R,在A 点与水平地面AD相接,地面与圆心O等高,MN 是放在水平地面上长为3R、厚度不计的减振垫,左端M正好位于A点.让游客进入一个中空的透明弹性球,人和球的总质量为m,球的直径略小于圆管直径。将球(内装有参与者)从A处管口正上方某处由静止释放后,游客将经历一个“翻天滚地”的刺激过程。不考虑空气阻力.那么以下说法中错误的是

A.要使球能从C点射出后能打到垫子上,则球经过C点时的速度至少为

B.要使球能从C点射出后能打到垫子上,则球经过C点时的速度至少为

C.若球从C点射出后恰好能打到垫子的M端,则球经过C点时对管的作用力大小为[

D.要使球能通过C点落到垫子上,球离A点的最大高度是

 

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某同学设计了如图11所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ,并测出间距d。开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。

①木板的加速度可以用d、t表示为a=________;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)_____________________________________。

②改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。图12中的图象能表示该同学实验结果的是                              (     )

③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是________.

A.可以改变滑动摩擦力的大小

B.可以更方便地获取多组实验数据

C.可以比较精确地测出摩擦力的大小

D.可以获得更大的加速度以提高实验精度

 

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热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线,要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约4~5Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中,杯内有一定量的冷水,其它备用的仪表和器具有:盛有热水的热水杯(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0~20Ω)、开关、导线若干。

(1)在图13(b)的方框中画出实验电路图,要求测量误差尽可能小。

(2)根据电路图,在图13(b)的实物图上连线。

(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤

①往保温杯中加入热水,稍等读出温度值。

②                                          

③重复①,②测出不同温度下的数据。

④                                          

 

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宇宙飞船进行长距离星际运行时,不能再用化学燃料,可采用一种新型发动机——离子发动机,在离子发动机中,由电极发射的电子射入稀有气体(如氙气),使其离子化,然后从静止开始经电场加速后,从飞船尾部高速连续喷出,利用反冲使飞船本身得到加速。如图14所示的离子推进器,推进剂从图中P处注入,在A处电离出正离子,BC之间加有恒定电压U,正离子进入B的速度忽略不计。

(1)经加速后形成等效电流为i的离子束喷出,且单位时间喷出的离子质量为j,已知推进器发射的功率为P,飞行器的质量为M,为研究问题方便,假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力,忽略推进器运动速度。求:

(i)喷出的正离子的比荷。

(ii)射出离子后飞行器开始运动的加速度。由于推进器持续喷出正离子束后会使带有负电荷的电子留在其中,由于库仑力的作用会严重阻碍正离子的喷出,为使离子推进器正常运行,必须在出口D处向正离子束注入什么电荷,才能使推进器获得持续推力。

(2)离子推进器是新一代航天动力装置,也可用于飞船姿态调整和轨道修正,假设总质量为M的卫星,正在以速度V沿OP方向运动,与x轴成60°,如图15所示。已知离子的质量为m,电荷量为q,为了使飞船尽快回到预定的飞行方向-Y,单位时间内离子推进器应向那个方向喷射出的粒子数最少?最少为多少?

                

 

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如图16所示,在倾角为θ = 37o 的斜面的底端有一个固定挡板D,已知物块与斜面PO间的动摩擦因数μ=0.50,斜面OD部分光滑。轻质弹簧一端固定在D点,当弹簧处于自然长度时,另一端在O点;PO = l。在P点有一小物体A,使A从静止开始下滑, A的质量是m,重力加速度为g。求

(1)弹簧第一次恢复到原长时物体的速度的大小;

(2)物体与弹簧接触多少次后,物体从O点上升的高度小于

 

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如图17所示,光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P,质量分别为mA和mB的小物块A和B(可视为质点)分别带有+QA和+QB的电荷量,两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过定滑轮,一端与物块B连接,另一端连接轻质小钩。整个装置处于正交的场强大小为E、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场中。物块A,B开始时均静止,已知弹簧的劲度系数为K,不计一切摩擦及AB间的库仑力,在运动过程中物块A、B所带的电荷量不变,物块B不会碰到滑轮,物块A、B均不离开水平桌面。若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可恰使物块A对挡板P的压力为零,但不会离开P,则

(1)求物块C下落的最大距离;

(2)求小物块C下落到最低点的过程中,小物块B的电势能的变化量、弹簧的弹性势能变化量;

(3)若C的质量改为2M,求小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小以及此时小物块B对水平桌面的压力。

 

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如图18甲所示,两个几何形状完全相同的平行板电容器PQ和MN,水平置于水平方向的匀强磁场中(磁场区域足够大),两电容器极板的左端和右端分别在同一竖直线上,已知P、Q之间和M、N之间的距离都是d,极板本身的厚度不计,板间电压都是U,两电容器的极板长相等。今有一电子从极板PQ中轴线左边缘的O点,以速度v0沿其中轴线进入电容器,并做匀速直线运动,此后经过磁场偏转又沿水平方向进入到电容器MN之间,且沿MN的中轴线做匀速直线运动,再经过磁场偏转又通过O点沿水平方向进入电容器PQ之间,如此循环往复。已知电子质量为m,电荷量为e。不计电容之外的电场对电子运动的影响。

(1)试分析极板P、Q、M、N各带什么电荷?

(2)求Q板和M板间的距离x ;

(3)若只保留电容器右侧区域的磁场,如图乙所示。电子仍从PQ极板中轴线左边缘的O点,以速度v0沿原方向进入电容器,已知电容器极板长均为。则电子进入电容器MN时距MN中心线的距离?要让电子通过电容器MN后又能回到O点,还需在电容器左侧区域加一个怎样的匀强磁场?

 

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如图19所示,在倾角、足够长的斜面上分别固定着两个物体A.B,相距L=0.2m,它们的质量mA=mB=1kg,与斜面间的动摩擦因数分别为.在t=0时刻同时撤去固定两物体的外力后,A物体将沿斜面向下运动,并与B物体发生连续碰撞(碰撞时间极短,忽略不计),每次碰后两物体交换速度。g取10m/s2。求:

(1)A与B第一次碰后瞬时B的速率;

(2)从A开始运动到两物体第二次相碰所经历的时间;

(3)从A开始运动至第n次碰撞时A、B两物体通过的路程分别是多少?

 

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如图20所示,质量为m、边长为L的正方形线框,从有界匀强磁场上方、离磁场边界h处由静止开始下落(下落过程中线圈下边始终保持水平,不计空气阻力)。线框每边电阻为R,匀强磁场的宽度为H(H>L)、磁感应强度为B,重力加速度为g。试求:

(1)当线圈的ab边刚进入磁场时,它可能做什么运动,并分析各种运动下h的条件.

(2)设ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时都作减速运动,且加速度大小相等。求线框经过磁场的过程中产生的焦耳热。

(3)设线圈刚好以匀速运动进入匀强磁场,此时线圈中的电流为I0,且线圈的边长L=h磁场的宽度H=2h。请在坐标系中定性画出线圈进入磁场到离开磁场的过程中,线圈中的电流i随下落高度x变化的图象。(不需要计算过程,设电流沿abcda如方向为正方向,x以磁场上边界为起点。)


 

 

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万有引力的发现实现了物理学史上第一次大统一——“地上物理学”和“天上物理学”    的统一.它表明天体运动和地面上物体的运动遵循相同的规律.牛顿在发现万有引力定    律的过程中将行星的椭圆轨道简化为圆轨道,还应用了其他的规律和结论.下面的规律和结论没有被用到的是(   )

   A.开普勒的研究成果              B.卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数

   C.牛顿第二定律                  D.牛顿第三定律

 

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同步练习册答案