题目列表(包括答案和解析)
在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O点为打下的第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80 m/s2,那么:
(1)重物与纸带的哪端相连 ?(填左端或右端)
(2)在A、B、C三点中选取合适的点,并计算从O点到该点的重物重力势能减少量ΔEp= J,动能增加量ΔEk= J。 (结果取3位有效数字)
(1)试在图甲上画出金属框从磁场中拉出的过程中,感应电流的方向。
(2)求t=4.0 s时金属线框的速度
(3)求t=4.0 s时力F的大小
(19分)如图所示的平行板器件中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1 =" 0.40" T,方向垂直纸面向里,电场强度E = 2.0×105 V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有垂直纸面的正三角形匀强磁场区域(图中未画出),磁感应强度B2 =" 0.25" T。一束带电量q = 8.0×10-19 C,质量m = 8.0×10-26 kg的正离子从P点射入平行板间,不计重力,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直y轴射向三角形磁场区,离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为60°。则:
(1)离子运动的速度为多大?
(2)若正三角形区域内的匀强磁场方向垂直纸面向外,离子在磁场中运动的时间是多少?
(3)若正三角形区域内的匀强磁场方向垂直纸面向里,正三角形磁场区域的最小边长为多少?
(4)第(3)问中离子出磁场后经多长时间到达X轴?
如图所示,abcd为质量M=2 kg的导轨,放在光滑绝缘的水平面上,另有一根重量m=0.6 kg的金属棒PQ平行于bc放在水平导轨上,PQ棒左边靠着绝缘的竖直立柱ef(竖直立柱光滑,且固定不动),导轨处于匀强磁场中,磁场以cd为界,左侧的磁场方向竖直向上,右侧的磁场方向水平向右,磁感应强度B大小都为0.8 T.导轨的bc段长L=0.5 m,其电阻r=0.4Ω,金属棒PQ的电阻 R=0.2Ω,其余电阻均可不计.金属棒与导轨间的动摩擦因数=0.2.若在导轨上作用一个方向向左、大小为F=2 N的水平拉力,设导轨足够长,重力加速度g取 10 m/s2,试求:
导轨运动的最大加速度;
导轨的最大速度;
定性画出回路中感应电流随时间变化的图线。
一、单项选择题:(每小题4分,共24分)
1
2
3
4
5
6
C
C
D
C
7
8
9
10
11
BCD
BD
BCD
二、不定项选择题(每小题5分,共25分)
三、填空题(每小题5分,共40分;第一空2分,第二空3分)
12、,
13、10,288.7
14、,h┱(Ssinθ-h cosθ)
15、v=(2+4n)m/s(n=0,1,2,……)[写(2+8n)或(6+8n)也正确],负
16、,
17、2,直线截距下移、斜率减小
18、1┱6,
19、2,>
四、计算题:
20、(10分)
(1)从活塞上方的压强达到p0到活塞上方抽成真空的过程为等温过程:
1.5p0´V1=0.5p0´V2(2分),V2=3V1(1分),
缓慢加热,当活塞刚碰到玻璃管顶部时为等压过程:
=(2分),T2=1.2 T1,(1分)
(2)继续加热到1.8T1时为等容过程:
=(公式2分,代入1分),p=0.75p0(1分)
21、(10分)
不正确。(1分)由于小球沿圆弧CEA运动不是匀变速运动,不能仅根据末速度大小和路程来比较t1与t2的大小。(1分)
正确解:设CDA斜面倾角为θ
则 2R sin q=at12=gt12 sin q(R为圆半径)(2分)
解得t1==s=0.89s (1分)
物体沿圆弧CEA运动时,由于圆弧CEA对应的圆心角小于5°,所以小球的运动可以看成单摆的简谐振动,所以有t2===0.7s (3分)
所以 t1>t2。(2分)
22、(12分)
(1)电动机的功率 P=UI=1200W (2分)
电动机输出的机械功率 P机=ηP电=720W (1分)
当汽车以最大速度行驶时 F牵=Ff=0.05Mg=300N (1分)
根据 P机=F牵vm (2分)
求出最大速度 vm=2.4(m/s) (1分)
(2)设太阳到地面的距离是R,以太阳为球心,以R为半径的面积为S=4πR2
由题意可知=P0 得:R= (3分)
代入数据求出 R=1.5×
23.(13分)
(1)小轮对斜面的压力FN=Mg/cosθ(2分)
对斜面体进行受力分析,可知F=FN sinθ=Mgsinθ/cosθ(3分)=750N(2分)
(2)根据运动的分解:vM=vm tanθ (2分)
根据系统机械能守恒:Mgh=M vM2+m vm2 (3分)
两式联立,解得斜面体的速度: vm=≈
24.(14分)
(1)由表格中数据可知:金属棒先做加速度减小的加速运动,最后以
PG=mgv=0.01×10×7=0.7W (公式1分,结果1分)
(2)根据动能定理:WG+W安=mvt2-mv02 (2分)
W安=mvt2-mv02-mgh=×0.01×72-0.01×10×3.5=-0.105J(1分)
QR=E电=×0.105=0.06 J (2分)
(3)当金属棒匀速下落时,G=F安 → mg=BIL= (2分)
解得:BL==0.1 (1分)
电量q=It===
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