某课外探究小组利用光电门等器材验证机械能守恒定律,实验示意图如图甲所示.将一直径为d、质量为m的金属小球由高处从静止释放,下落过程中先后通过正下方、固定于A、B两处的光电门,测得A、B间的距离为H,分别记录下小球通过光电门A、B的时间为tA、tB,当地的重力加速度为g,则:
(1)如图乙所示,用螺旋测微器测得小球的直径d=_________mm.
(2)小球经过光电门A时的速度表达式为____________.
(3)某次实验得到tA、tB、H的数值,在同一坐标系中标出、及H数值,作出如图丙所示的图象,则图中直线的斜率为____________(用g、d表示)时表示小球从A到B过程中机械能守恒.
如图所示,PQ、MN是两根足够长且水平放置的固定光滑杆,杆上分别穿有质量分别为mA=2kg、mB=6kg的A、B两球(球可在杆上自由滑动),开始时用一轻质弹簧将A、B连接,弹簧刚好处于原长(如图).现突然分别给A、B施加一瞬时冲量,使二球同时获得v1=6m/s、v2=2m/s的初速度.则在以后的运动过程中(球未滑离杆),则下列说法正确的是( )
A. 弹簧的弹性势能最大时,A球的速度为3m/s
B. 弹簧的弹性势能的最大值是12J
C. A球有时向右运动,有时向左运动
D. B球不可能向左运动,且B球速度大小范围为2m/s≤vB≤4m/s
如图甲所示,静止在水平面上的等边三角形金属线框,匝数n=20,总电阻R=2.5Ω,边长L=0.3m,处在两个半径均为r=0.1m的圆形匀强磁场中,线框顶点与右侧圆心重合,线框底边与左侧圆直径重合,磁感应强度垂直水平面向外; 垂直水平面向里, 、随时间t的变化如图乙所示,线框一直处于静止状态,计算过程中取,下列说法正确的是
A. 线框具有向左的运动趋势
B. t=0时刻穿过线框的磁通量为0.5Wb
C. t=0.4s时刻线框中感应电动势为1.5V
D. 0~0.6s内通过线框横截面电荷量为0.36C
如图所示,平行板电容器两极板水平放置,A在上方,B在下方,现将其和二极管串联接在电源上,已知A和电源正极相连,二极管具有单向导电性,一带电小球沿AB中心水平射入,打在B极板上的N点,小球的重力不能忽略,现通过上下移动A板来改变两极板AB间距(两极板仍平行),则下列说法正确的是( )
A. 若小球带正电,当AB间距增大时,小球打在N的右侧
B. 若小球带正电,当AB间距减小时,小球打在N的左侧
C. 若小球带负电,当AB间距减小时,小球打在N的右侧
D. 若小球带负电,当AB间距增大时,小球打在N的左侧
图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=5:1,电阻R=20 Ω,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。现将S1接l、S2闭合,此时L2正常发光。下列说法正确的
A. 输入电压u的表达式是
B. 只断开S2后,L1、L1均正常发光
C. 只断开S2后,原线圈的输入功率增大
D. 若S1换接到2后,R消耗的电功率为0.8 W
回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示.设D形盒半径为R.若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f.则下列说法正确的是( )
A. 只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值
B. 质子被加速后的最大速度可以超过2πfR
C. 质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
D. 不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子