题目列表(包括答案和解析)
34.(14分)如图(a)所示,两根足够长的光滑平行金属导轨相距为,导轨平面与水平面成q 角,下端通过导线连接的电阻为R.质量为m、阻值为的金属棒ab放在两导轨上,棒与导轨垂直并始终保持良好接触,整个装置处于垂直导轨平面向上的磁场中。
(1)若金属棒距导轨下端距离为d,磁场随时间变化的规律如图(b)所示,为保持金属棒静止,求加在金属棒中央、沿斜面方向的外力随时间变化的关系。
(2)若所加磁场的磁感应强度大小恒为B′,通过额定功率Pm的小电动机对金属棒施加沿斜面向上的牵引力,使其从静止开始沿导轨做匀加速直线运动,经过时间电动机达到额定功率,此后电动机功率保持不变.金属棒运动的v-t图像如图(c)所示。求磁感应强度B′的大小。
(3)若金属棒处在某磁感应强度大小恒定的磁场中,运动达到稳定后的速度为,在D位置(未标出)处突然撤去拉力,经过时间棒到达最高点,然后沿轨道返回,在达到D位置前已经做匀速运动,其速度大小为,求棒在撤去拉力后所能上升的最大高度。
33.(14分)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m =0.5㎏,动力系统提供的恒定升力F=8N。试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升。(设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10m/ s2。)
(1)第一次试飞,飞行器飞行t1 = 6s 时到达高度H = 36 m。求飞行器所受阻力大小;
(2)第二次试飞,飞行器飞行t2 = 5 s 时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力。求飞行器能达到的最大高度h;
(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3 。
32.(12分)如图所示,两个可导热的气缸竖直放置,它们的底部都由一细管连通(忽略细管的容积)。两气缸各有一个活塞,质量分别为和,已知,,活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体,上方为真空。当气体处于平衡状态时,两活塞位于同一高度。求
(1)在两活塞上同时各放一质量为的物块,气体再次达到平衡后两活塞的高度差(假定环境温度始终保持为)。
(2)在达到上一问的终态后,环境温度由缓慢上升到,气体在状态变化过程中,两物块均不会碰到气缸顶部,在这个过程中,气体对活塞做了多少功?气体是吸收还是放出了热量?
31.(10分)如图所示,电动机牵引一根原来静止的、长L为0.4m、质量m为0.2kg的导体棒MN上升,导体棒的电阻R为1Ω,架在竖直放置的框架上,它们处于磁感应强度B为1T的匀强磁场中,磁场方向与框架平面垂直。当导体棒上升h=1.5m时,获得稳定的速度,导体棒上产生的热量为1.2J,电动机牵引棒时,电压表、电流表的读数分别为7V、1.2A,电动机内阻r为1Ω,不计框架电阻及一切摩擦,求:
(1)棒能达到的稳定速度;
(2)棒从静止至达到稳定速度所需要的时间。
30.(11分)单摆,是理想化的力学模型之一。当单摆的最大摆角在0到10°区间时,单摆的运动非常接近简谐运动。某一单摆,其振动过程中最大偏角=5°,摆球经过平衡位置时,摆球的速度大小为0.2m/s,摆球的平衡位置距地面高为h=0.8m。(已知sin5°=0.087
cos5°=0.996 ,g取10m/ s2)求:
(1)此单摆的运动周期;
(2)若摆球经过平衡位置时细绳恰巧断裂,摆球的落地速度。
28.重为80N的均匀直杆AB一端用铰链与墙相连,另一端用一条通过光滑的小定滑轮M的绳子系住,如图所示,绳子一端与直杆AB的夹角为30°,绳子另一端在C点与AB垂直,。滑轮与绳重力不计。则B点处绳子的拉力的大小是___________N,轴对定滑轮M的作用力大小是___________N。
下列为分叉题。分A、B两类,考生可任选一类答题。若两类试题均做,一律按A类题计分。
A类题(适合于选学专题一的考生)
29A.一质量为M =1.2kg的物块静止在水平桌面上,一质量为m=20g的子弹以水平速度v0=100m/s射入物块,在很短的时间内以水平速度10m/s穿出。则子弹穿出木块时,子弹所受冲量的大小为___________Ns,木块获得的水平初速度为____________m/s;
B类题(适合于选学专题二的考生)
29B.月球质量是地球质量的1/81,月球半径是地球半径的1/3.8,人造地球卫星的第一宇宙速度为7.9km/s。“嫦娥”月球探测器进入月球的近月轨道绕月飞行,在月球表面附近运行时的速度大小为___________ km/s;若在月球上,距月球表面56m高处,有一个质量为20kg的物体自由下落,它落到月球表面的时间为___________ s。
27.两个质量相同的小球A和B,分别从水平地面上O点正上方高度分别为L和3L处水平抛出,恰好击中距离O点2L的地面上同一目标,空气阻力不计。以地面为零势能面,两小球抛出时的初速度大小之比=___________,落地时的机械能之比为___________。
26.如图所示,在光滑水平面上,一绝缘细杆长为,两端各固定着一个带电小球,处于水平方向、场强为E的匀强电场中,两小球带电量分别为+q和-q,轻杆可绕中点O自由转动。在轻杆与电场线夹角为时,忽略两电荷间的相互作用,两电荷受到的电场力对O点的力矩大小为___________,两电荷具有的电势能为___________。
25.在如图所示电路中,R1= R2>r,滑动变阻器R3的滑片P从上端向下移动过程中,电压表示数的变化是___________;外电路消耗的功率的变化是___________。
24. 如图所示,图线表示作用在质量为3千克的某物体上的合外力跟时间变化的关系,若物体开始时是静止的,那么在前3s内合外力对物体做的功为___________J 前4s内物体的位移为___________m
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