一个带电粒子,沿垂直于磁场方向,射入匀强磁场中,粒子的一段径迹如图所示,径迹上的每一小段都可以近似看成圆弧.由于带电粒子使周围的空气电离,粒子的能量逐渐减小而带电量不变.不计粒子重力,从图中情况可以确定( )
A. 粒子是带正电的,它所受的洛仑兹力大小不变
B. 粒子是带正电的,它是由a点运动到b点
C. 粒子是带负电的,它所受的洛仑兹力大小逐渐增大
D. 粒子是带负电的,它是由a点运动到b点
如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管,上部有长l1=25 cm的水银柱,封有长l2=25cm的空气柱,此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=75 cmHg,如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动60°,求此时管中空气柱的长度。(封入的气体可视为理想气体,在转动过程中气体温度保持不变,没有发生漏气,取,重力加速度为g)
【答案】30 cm
【解析】设玻璃管开口向上时,空气柱的压强为
玻璃管转动60°时,水银有部分会流出,设此时空气柱长度为x,空气柱的压强为
设玻璃管的横截面积为S,对空气柱由玻意尔定律有
解得:x=30 cm
【题型】解答题
【结束】
15
一个半圆柱形玻璃砖,其横截面是半径为R的半圆,AB为半圆的直径,O为圆心,如图所示。玻璃的折射率为。
(i)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少?
(ii)一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置。
一定质量的理想气体,经历一等温吸热过程,则在此过程中
A. 气体的压强减小
B. 气体的密度变小
C. 气体的内能减小
D. 气体对外界做功
E. 气体的摩尔体积不变
【答案】ABD
【解析】因气体吸收热量,温度不变,内能不变;则气体一定体积增大,对外做功,压强减小,密度减小;故ABD正确。
【题型】多选题
【结束】
14
如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管,上部有长l1=25 cm的水银柱,封有长l2=25cm的空气柱,此时水银面恰好与管口平齐。已知大气压强为p0=75 cmHg,如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动60°,求此时管中空气柱的长度。(封入的气体可视为理想气体,在转动过程中气体温度保持不变,没有发生漏气,取,重力加速度为g)
一平台的局部如图甲所示,水平面光滑,竖直面粗糙,物体B与竖直面动摩擦因数μ=0.5,右角上固定一定滑轮,在水平面上放着一质量mA=1.0kg,大小可忽略的物块A,一轻绳绕过定滑轮,轻绳左端系在物块A上,右端系住物块B,物块B质量mB=1.0kg物块B刚好可与竖直面接触。起始时令两物体都处于静止状态,绳被拉直,设物体A距滑轮足够远,台面足够高,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略滑轮质量及其与轴之间的摩擦,g取10m/s2,求
(1)同时由静止释放AB,经t=1s,则A的速度多大;
(2)同时由静止释放AB,同时也对物块B施加力F,方向水平向左,大小随时间变化如图乙所示,求物块B运动过程中的最大速度和物块B经多长时停止运动。
【答案】见解析。
【解析】试题分析:依题得:(1)对AB为系统:
(2)AB先做加速度减少的加速运动,在AB加速度减为零之前,AB一起运动,绳子拉紧.
(k=20N/s)
AB为系统:
得:
画a-t图如右:0-1s, a=0,
,速度最大为三角形面积:
当在B开始减速时,绳子松弛,A匀速,B减速
对B:
得:(t≥1s)如图
速度要为零,总面积为零,即两三角形面积相等.得:
考点:牛顿第二定律的应用
【题型】解答题
【结束】
13
一定质量的理想气体,经历一等温吸热过程,则在此过程中
A. 气体的压强减小
B. 气体的密度变小
C. 气体的内能减小
D. 气体对外界做功
E. 气体的摩尔体积不变
如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为R一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能到达最高点C (不计空气阻力)试求:
(1)物体在A点时弹簧的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点的过程中阻力所做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时的位置与B点的距离。
【答案】(1)3.5mgR(2)-mgR(3)2R
【解析】(1)设物体在B点的速度为vB,对轨道的压力为FNB,
则有:FNB-mg=又FNB=8mg ∴mvB2=3.5mgR
由能量转化与守恒定律可知:弹性势能Ep=mvB2=3.5mgR……………….(4分)
(2)设物体在C点的速度为vC
由题意可知:mg=
物体从B点运动到C点的过程中,设阻力做的功为W,由动能定理得W-2mgR=mvC2-mvB2
解得W=-mgR………………………(4分)
(3)物体离开C点后做平抛运动,设落地点与B点的距离为s,
由平抛运动规律得s=vCt,2R=gt2
解得s=2R………………………. (2分)
本题考查圆周运动,在B点由弹力和重力提供向心力,由A点到B点,弹簧的弹性势能转化为物体的动能,由此可求得弹性势能,在C点由重力提供向心力,从B点到C点应用动能定理可求得克服阻力做功
【题型】解答题
【结束】
12
一平台的局部如图甲所示,水平面光滑,竖直面粗糙,物体B与竖直面动摩擦因数μ=0.5,右角上固定一定滑轮,在水平面上放着一质量mA=1.0kg,大小可忽略的物块A,一轻绳绕过定滑轮,轻绳左端系在物块A上,右端系住物块B,物块B质量mB=1.0kg物块B刚好可与竖直面接触。起始时令两物体都处于静止状态,绳被拉直,设物体A距滑轮足够远,台面足够高,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,忽略滑轮质量及其与轴之间的摩擦,g取10m/s2,求
(1)同时由静止释放AB,经t=1s,则A的速度多大;
(2)同时由静止释放AB,同时也对物块B施加力F,方向水平向左,大小随时间变化如图乙所示,求物块B运动过程中的最大速度和物块B经多长时停止运动。
某同学为探究加速度与合外力的关系,设计了如图甲所示的实验装置。一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上,用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连。实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量,记录弹簧测力计的示数F,并利用纸带计算出小车对应的加速度a。
(1)实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量,其原因是_____。
A.小车所受的拉力与钩码的重力无关
B.小车所受的拉力等于钩码重力的一半
C.小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出
(2)图乙是实验中得到的某条纸带的一部分。已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,由纸带数据求出小车的加速度a=____m/s²。
(3)根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像,下列图像中最符合本实验实际情况的是(____)
【答案】 C 0.75 B
【解析】(1)根据实验原理可知,弹簧测力计的读数为小车所受合外力,则不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件,故AB错误,C正确;
故选:C;
(2)在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,即:△x=aT2,
解得:a===0.75m/s2.
(3)由题意可知,小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成线性关系,即为不是过原点的一条倾斜直线,实验存在阻力,故B符合;
点晴: 根据实验原理,弹簧测力计的读数为小车所受合外力,则不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件;在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,根据作差法求解加速度;数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象,应该是过原点的一条倾斜直线.
【题型】实验题
【结束】
11
如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为R一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能到达最高点C (不计空气阻力)试求:
(1)物体在A点时弹簧的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点的过程中阻力所做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时的位置与B点的距离。