如图所示,竖直放置的等螺距螺线管高为h,该螺线管是用长为l的硬质直管(内径远小于h)弯制而成。一光滑小球从上端管口由静止释放,关于小球的运动,下列说法正确的是
A.小球到达下端管口时的速度大小与l有关
B.小球到达下端管口时重力的功率为
C.小球到达下端的时间为
D.小球在运动过程中受管道的作用力大小不变
在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核,它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切的圆,两圆的直径之比为7:1,如图所示,那么碳14的衰变方程为 ( )
A. B.
C. D.
在长期的科学实践中,人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法,其中一种能量是势能。势能是由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能。如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等。
(1)如图1所示,内壁光滑、半径为R的半圆形碗固定在水平面上,将一个质量为m的小球(可视为质点)放在碗底的中心位置C处。现给小球一个水平初速度v0(),使小球在碗中一定范围内来回运动。已知重力加速度为g。
a. 若以AB为零势能参考平面,写出小球在最低位置C处的机械能E的表达式;
b. 求小球能到达的最大高度h;说明小球在碗中的运动范围,并在图1中标出。
(2)如图2所示,a、b为某种物质的两个分子,以a为原点,沿两分子连线建立x轴。如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零,则作出的两个分子之间的势能Ep与它们之间距离x的Ep-x关系图线如图3所示。
a.假设分子a固定不动,分子b只在ab间分子力的作用下运动(在x轴上)。当两分子间距离为r0时,b分子的动能为Ek0(Ek0 < Ep0)。求a、b分子间的最大势能Epm;并利用图3,结合画图说明分子b在x轴上的运动范围;
b.若某固体由大量这种分子组成,当温度升高时,物体体积膨胀。试结合图3所示的Ep-x关系图线,分析说明这种物体受热后体积膨胀的原因。
静电场有很多性质,其中之一就是电场力做功只与电荷运动的初末位置有关,与运动的路径无关。
(1)如图1所示,电子以初速度v0沿平行于板面的方向从A点射入偏转电场,并从另一侧的C点射出。已知电子质量为m,电荷量为e。偏转电场可以看作匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d。忽略电子所受重力,求电子通过偏转电场的过程中,沿垂直板面方向偏移的距离y和电场力对电子所做的功W;
(2)在原有电场区域加一个垂直纸面方向的匀强磁场,如图2所示。使另一电子以初速度v0沿平行于板面的方向也从A点射入,在电场和磁场的共同作用下,电子经过一段复杂的路径后仍从另一侧的C点射出。求此过程中电场力对电子所做的功W 和电子经过C点时的速度大小vc;
(3)某同学认为在两个带电导体之间可以存在如图3所示的静电场,它的电场线相互平行,但间距不等。请你结合静电场的基本性质,判断这种电场是否存在,并分析论证。
如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨MN和PQ,两导轨间距为l =0.40m,电阻均可忽略不计。在M和P之间接有阻值为R = 0.40Ω的定值电阻,导体杆ab的质量为m=0.10kg、电阻r = 0.10Ω,并与导轨接触良好。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B = 0.50T的匀强磁场中。导体杆ab在水平向右的拉力F作用下,沿导轨做速度v = 2.0m/s的匀速直线运动。求:
(1)通过电阻R的电流I的大小及方向;
(2)拉力F的大小;
(3)撤去拉力F后,电阻R上产生的焦耳热QR。
(1)如图1所示为示波器的面板,将衰减旋钮旋至“”时,在屏上显示出一个完整的波形。但波形亮度低。若要增大波形的亮度,应调节_______旋钮;若要使波形在竖直方向的幅度增大,应调节_______旋钮(填图中旋钮旁标注的数字)。
(2)利用如图2所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验。
① 除了图中所给的器材以及交流电源和导线外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是____________ 。
A.秒表
B.天平(含砝码)
C.弹簧测力计
D.刻度尺
② 甲同学实验时这样平衡摩擦力。按图装置把实验器材安装好,先不挂重物,将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,并不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做_______运动。
③ 甲同学利用v-t图像求出每条纸带对应的加速度。他在处理其中一条纸带时,求出每个计数点对应的速度,并将各点的速度都标在了如图3所示的坐标系中。请在坐标系中作出小车运动的v-t图像,并利用图像求出小车此次运动的加速度a = __________m/s2。
④ 乙同学在验证小车加速度a与所受拉力F的关系时,根据实验数据作出的a-F图像如图4所示。发现图线不过原点,原因可能是_________。
A.木板一端垫得过高
B.木板一端垫得过低
C.盘和砝码的总质量太大了
D.盘和砝码的总质量太小了
⑤ 丙同学作出的a-F图像如图5所示。发现图线有一段是曲线,他认为这是系统误差造成的。他将实验方法做了如下改进:他先将一些砝码放在小车上;之后每次从小车上取下一些砝码移到牵引小车的盘上;重复多次实验,直到将砝码全部移到盘中;根据测得的数据,绘制出小车加速度a随着盘和盘中的砝码所受重力F变化的关系图线,得到的是一条过原点的直线。已知盘和所有砝码的总质量为m,小车的质量为M。请你分析说明图线为直线的原因,并说明图线斜率的物理意义。