题目列表(包括答案和解析)
16. 如图所示,小车上固定着三角硬杆,杆的端点固定着一个质量为m的小球.当小车有水平向右的加速度且逐渐增大时,杆对小球的作用力的变化(用F1至F4变化表示)可能是下图中的(OO'为沿杆方向)
15. 如图所示,将质量为m的滑块放在倾角为的固定斜面上.滑块与斜面之间的动摩擦因数为.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力合滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则
A.将滑块由静止释放,如果>tan,滑块将下滑
B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果<tan,滑块将减速下滑
C.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果=tan,拉力大小应是mgsin
D.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果=tan,拉力大小应是2mgsin
14. 如图所示,在倾角为30°的足够长的斜面上有一质量为m 的物体,它受到沿斜面方向的力F的作用.力F可按图(a)、(b)、(c)、(d)所示的四种方式随时间变化(图中纵坐标是F与mg的比值,力沿斜面向上为正).已知此物体在t=0时速度为零,若用v1、v2、v3、v4 分别表示上述四种受力情况下物体在3 s末的速率,则这四个速率中最大的是
A.v1 B.v2 C.v3 D.v4
13. 16世纪纪末,伽利略用实验和推理,推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元.在以下说法中,与亚里士多德观点相反的是
A.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快:这说明,物体受的力越大,速度就越大
B.一个物体维持匀速直线运动,不需要受力
C.两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快
D.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明,静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
36.(18分)如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为.不计空气阻力,重力加速度为g,求
(1) 电场强度E的大小和方向;
(2) 小球从A点抛出时初速度v0的大小;
(3) A点到x轴的高度h.
答案:(1),方向竖直向上 (2) (3)
解析:本题考查平抛运动和带电小球在复合场中的运动。
(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动,说明电场力和重力平衡(恒力不能充当圆周运动的向心力),有
①
②
重力的方向竖直向下,电场力方向只能向上,由于小球带正电,所以电场强度方向竖直向上。
(2)小球做匀速圆周运动,O′为圆心,MN为弦长,,如图所示。设半径为r,由几何关系知
③
小球做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力全部提供,设小球做圆周运动的速率为v,有
④
由速度的合成与分解知
⑤
由③④⑤式得
⑥
(3)设小球到M点时的竖直分速度为vy,它与水平分速度的关系为
⑦
由匀变速直线运动规律
⑧
由⑥⑦⑧式得
35.(18分)两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图23所示放置,它们各有一边在同一水平面内,另一边直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数,导轨电阻不计,回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨匀速运动时,cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动。设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好,重力加速度为g。求:
(1)ab杆匀速运动的速度v1;
(2)ab杆所受拉力F;
(3)若测得cd杆匀速运动的速度为v2,则在cd杆向下运动路程为h过程中,整个回路中产生的焦耳热为多少?
解析(1)ab杆向右运动时,ab杆中产生的感应电动势方向为a→b,大小为E=BLv1,… 耐杆中的感应电流方向为d→c.cd杆受到的安培力方向水平向右
安培力大小为①
解①、③两式,ab杆匀速运动的速度为③
(2)ab杆所受拉力F=④
(3)设cd杆以v2速度向下运动h过程中,ab杆匀速运动了s距离
整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功
…
[答案](1) (2) (3)
34.(18分)如图,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率, 为负的常量。用电阻率为、横截面积为的硬导线做成一边长为的方框。将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中。求
(1)导线中感应电流的大小;
(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化。
(1);(2)。
解析:本题考查电磁感应现象.(1)线框中产生的感应电动势……①
在线框产生的感应电流……②
,……③
联立①②③得
(2)导线框所受磁场力的大小为,它随时间的变化率为,由以上式联立可得。
21.足够长的光滑金属导轨、水平平行固定,置于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放两条金属杆、,两杆平行且与导轨垂直接触良好。设导轨电阻不计,两杆的电阻为定值。从某时刻起给施加一与导轨平行方向向右的恒定拉力作用,则以下说法正确的是 (BD)
A.向左做加速运动
B.受到的安培力始终向左
C.一直做匀加速直线运动
D.、均向右运动,运动后的速度始终不会相等,但最终速度差为一定值
20.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L ,底端接阻值为R 的电阻。将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B 的匀强磁场垂直,如图所示。除电阻R 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放.则(AC)
A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B.金属棒向下运动时,流过电阻R 的电流方向为a→b
C.金属棒的速度为v时.所受的安培力大小为
D.电阻R 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
19.平面上的光滑平行导轨MN、PQ上放着光滑导体棒ab、cd,两棒用细线系住,开始时匀强磁场的方向如图甲所示,而磁感应强度B随时间t的变化如图乙所示,不计ab、cd间电流的相互作用则细线中张力 ( BD )
A.由0到t0时间内细线中的张力逐渐增大
B.由0到t0时间内两杆靠近,细线中的张力消失
C.由0到t0时间内细线中张力不变
D.由t0到t时间内两杆靠近,细线中的张力消失
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