两个共点力F1、F2,其中F1=50N、F2=30N。它们合力的大小不可能是
A.80N B.50N C.30N D.10N
下列物理量中属于矢量的是
A.动能 B.势能 C.动量 D.功率
如图所示,在坐标系中,以(r,0)为圆心、r为半径的圆形区域内存在匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。在y>r的足够大的区域内,存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E。从O点以相同速率向不同方向发射质子,质子的运动轨迹均在纸面内,且质子在磁场中运动的轨迹半径也为r。已知质子的电荷量为q,质量为m,不计质子所受重力及质子间相互作用力的影响。
(1)求质子从O点射入磁场时速度的大小;
(2)若质子沿x轴正方向射入磁场,求质子从O点射入磁场到第二次离开磁场经历的时间;
(3)若质子沿与x轴正方向成夹角θ的方向从O点射入第一象限的磁场中,求质子在磁场中运动的总时间。
2010年11月5日,在新疆召开的“引渤入疆”(指引渤海水进入新疆)研讨会,引起了全国舆论的广泛关注。其中一个方案是:从天津取水,由黄旗海一库布齐沙漠一毛乌素沙漠一腾格里沙漠一乌兰布和沙漠~巴丹吉林沙漠,走河西走廊,经疏勒河自流进入罗布泊。此路径中最高海拔约为1200m,从罗布泊到下游的艾丁湖,又有近1000m的落差。此方案是否可行,涉及到环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量角度来分析这个方案。
取重力加速度g=10m/s2,水的密度。
(1)通过管道提升海水,电能的利用率=60%,将1吨海水提升到海拔1200m,需要耗多少电能?利用水的落差发电,发电效率也为=60%,在1000m的落差中1吨水可以发多少电能?
(2)如果每年调4×109m3海水入疆,尽管利用落差发的电可以全部用来提升海水,但还需要额外提供电能。
(i)额外需要的电能可从三峡水电站输送。已知三峡水电站水库面积约1.0×109m2,年平均流量Q=5.0×1011m3,水库水面与发电机所在位置的平均高度差h=100m,发电站的发电效率=60%。求在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例。
(ii)我国西北地区风能充足,额外需要的电能也可通过风力发电来解决。通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能。取空气密度=1.25kg/m3。某风力发电机的发电效率=40%,其风轮机一个叶片旋转一周扫过的面积S=400m2。某地区风速不低于=l0m/s的时间每年约为5500小时(合2.0×107s)。
求在该地区最多建多少台这样的风力发电机就能满足“引渤入疆”工程额外需要的电能?
如图所示,两根足够长的光滑平行导轨与水平面成θ=60°角,导轨间距为L。将直流电源、电阻箱和开关串联接在两根导轨之间。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m的导体棒MN垂直导轨水平放置在导轨上,导体棒与两根导轨都接触良好。重力加速度为g。
(1)若磁场方向垂直导轨平面向上,当电阻箱接入电路的电阻为R1时,闭合开关后,导体棒MN恰能静止在导轨上。请确定MN中电流I1的大小和方向;
(2)若磁场方向竖直向上,当电阻箱接入电路的电阻为R2时,闭合开关后,导体棒MN也恰能静止在导轨上,请确定MN中的电流I2的大小;
(3)导轨的电阻可忽略,而电源内阻、导体棒MN的电阻均不能忽略,求电源的电动势。
利用电火花计时器做如下实验。
(1)(10分)甲同学使用如图1所示的装置来验证“机械能守恒定律”。
①下面是操作步骤:
a.按图1安装器材;
b.松开铁夹,使重锤带动纸带下落;
c.接通电火花计时器电源,使计时器开始工作
d.进行数据处理:
e.根据需要,在纸带上测量数据。
把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列 .
②电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上,图2为实验中打出的一条纸带,从起始点O开始,将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……,
电火花计时器打F点时,重锤下落的速度为 m/s。(保留到小数点后两位)
③如果已知重锤的质量为0.50kg,当地的重力加速度为9.80m/s2。从打O点到打F点的过程中,重锤重力势能的减少量为 J,重锤动能的增加量为 J。(保留到小数点后两位)
(2)(8分)乙同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。
a.按图3把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动;
b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重。接通电源,放开小车,电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始,此后在纸带上每隔4个点取一个计数点,依次标为B、C、D……;
c.测量出B、C、D、……各点与A点的距离,分别记为、、、……;
d.用配重受到的重力分别乘以、、、……,得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……;(重力加速度g=9.80m/s2)
e.求出B、C、D、……各点速度的大小,分别记为、、、……,再求出它们的平方、、、……;
f.用纵坐标表示速度的平方,横坐标表示配重重力所做的功W,作出图象,并在图象中描出(,)坐标点,再连成图线;(以下计算保留到小数点后两位)
①在步骤d中,该同学测得,则配重重力所做的功 J;
②该同学得到图象如图4。通过图象可知,打A点时对应小车的速度 m/s;
③小车的质量M= kg.