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如图所示,一光滑半圆形轨道固定在水平地面上,圆心为O、半径为R,一根轻橡皮筋一端...

如图所示,一光滑半圆形轨道固定在水平地面上,圆心为O、半径为R,一根轻橡皮筋一端连在可视为质点的小球上。另一端连在距离O点正上方R处的P点。小球放在与O点等高的轨道上A点时,轻橡皮筋处于原长。现将小球从A点由静止释放,小球沿圆轨道向下运动,通过最低点B时对圆轨道的压力恰好为零。已知小球的质量为m,重力加速度为g,则小球从A点运动到B点的过程中下列说法正确的是(  )

A. 小球通过最低点时,橡皮筋的弹力等于mg

B. 橡皮筋弹力做功的功率逐渐变大

C. 小球运动过程中,橡皮筋弹力所做的功等于小球动能增加量

D. 小球运动过程中,机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量

 

D 【解析】 小球运动到最低点时,根据牛顿第二定律可得F-mg=m,橡皮筋的弹力F=mg+m,故F大于mg,故A错误;根据P=Fvcosα可知,开始时v=0,则橡皮筋弹力做功的功率P=0.在最低点速度方向与F方向垂直,α=90°,则橡皮筋弹力做功的功率P=0,故橡皮筋弹力做功的功率先变大后变小,故B错误;小球运动过程中,根据动能定理知,重力做功和橡皮筋弹力所做的功之和等于小球动能增加量,故C错误。小球和弹簧组成的系统机械能守恒,知小球运动过程中,机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量,故D正确。  
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如图所示,理想变压器的原线圈连接一个r=9的电阻,且原线圈匝数n1可以通过滑动触头P来调节,在副线圈两端连接了R =16 的电阻,副线圈匝数n2=1000匝。在原线圈上加一输出电压恒定的正弦交流电,下列说法正确的是

A.若交流电的周期增大,则变压器的输出功率增大

B.若触头P向上移动,则电阻R消耗的功率一定减小

C.若触头P向下移动,则流过电阻r的电流减小

D.n1=750匝时,电阻R消耗的功率最大

 

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小型登月器连接在航天站上,一起绕月球做圆周运动,其轨道半径为月球半径的3倍,某时刻,航天站使登月器减速分离,登月器沿如图所示的椭圆轨道登月,在月球表面逗留一段时间完成科考工作后,经快速启动仍沿原椭圆轨道返回,当第一次回到分离点时恰与航天站对接,登月器快速启动时间可以忽略不计,整个过程中航天站保持原轨道绕月运行.已知月球表面的重力加速度为g,月球半径为R,不考虑月球自转的影响,则登月器可以在月球上停留的最短时间约为(  )

A.4.7π B.3.6π C.1.7π D.1.4π

 

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如图所示为一种获得高能粒子的装置一环形加速器,环形区域内存在垂直纸面向外的可变匀强磁场,质量为m、电荷量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动,AB为两块中心开有小孔的极板,原来电势都为零,每当粒子飞经A板时,A板电势升高为+UB板电势仍保持为零,设粒子的初速度为零,在两极板间的电场中加速,每当粒子离开电场区域时,A板电势又降为零,粒子在电场多次加速下动能不断增大,而在环形区域内绕中心运动的半径不变(设极板间距远小于R),粒子重力不计,下列关于环形加速器的说法中正确的是

A. 加速器对带正电粒子顺时针加速,对带负电粒子加速需要升高B板电势

B. 电势U越高,粒子最终的速度就越大

C. 粒子每次绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为

D. 环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为

 

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通过观测的结果,间接构建微观世界图景是现代物理学研究的重要手段,如通过光电效应实验确定了光具有粒子性。弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验。实验原理如图1所示,灯丝K发射出初速度不计的电子,K与栅极G间的电场使电子加速,GA间加有0.5V电压的反向电场使电子减速,电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的容器中充入汞蒸汽后,发现KG间电压U每升高4.9V时,电流表的示数I就会显著下降,如图2所示。科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关,玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去解释。下列说法错误的是

A. 汞原子基态和第一激发态的能级之差可能是4.9eV

B. KG间电压低于4.9V时,电流随电压增大而上升,是因为电子能量越高,越容易克服反向电压到达A

C. KG间电压在5~10V之间时,出现电流随电压增大而上升的一段图线,是因为单位时间使汞原子发生跃迁的电子个数增加

D. 即使KG间电压高于4.9V,电子也存在始终不与汞原子发生碰撞的可能性

 

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研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中反应过程所用时间)t0.5s,但饮酒会导致反应时间延长,在某次试验中,测试员少量饮酒后驾车以v72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L58m。减速过程中汽车速度v与位移s的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小g10m/s2。求:

(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;

(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少?

 

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