如图所示,一只用绝缘材料制成的半径为R的半球形碗倒扣在水平面上,其内壁上有一质量为m的带正电小球,在竖直向上的电场力F=2mg的作用下静止在距碗口高处。已知小球与碗之间的动摩擦因数为μ,则碗对小球的弹力与摩擦力的大小分别为 ( ) A.0.8mg和0.6mg B.0.8mg和0.8μmg C.mg和μmg D.mg和0.6mg
某汽车在启用ABS刹车系统和不启用该刹车系统紧急刹车时,其车速与时间的变化关系分别如下图中的①、②图线所示.由图可知,启用ABS后 ( ) A.t1时刻车速更小 B.0~t1的时间内加速度更大 C.加速度总比不启用ABS时大 D.刹车后前行的距离比不启用ABS更短
利用超导体可以实现磁悬浮,如图是超导磁悬浮的示意图。在水平桌面上有一个周长为L的超导圆环,将一块质量为m的永磁铁从圆环的正上方缓慢下移,由于超导圆环跟磁铁之间有排斥力,结果永磁铁悬浮在超导圆环的正上方h1高处平衡。 (1)若测得圆环a点磁场如图所示,磁感应强度为B1,方向与水平方向成θ1角,问此时超导圆环中电流的大小和方向? (2)在接下来的几周时间内,人们发现永磁铁在缓慢下移。经过较长时间T后,永磁铁的平衡位置在离桌面h2高处。有一种观点认为超导体也有很微小的电阻,只是现在一般仪器无法直接测得,超导圆环内电流的变化造成了永磁铁下移,并设想超导电流随时间缓慢变化的I2-t图,你认为哪张图相对合理,为什么? (3)若测得此时a点的磁感应强度变为B2,夹角变为θ2,利用上面你认为相对正确的电流变化图,求出该超导圆环的电阻?
进入21世纪,低碳环保、注重新能源的开发与利用的理念,已经日益融入生产、生活之中。某节水喷灌系统如图所示,喷口距地面的高度h=1.8m,能沿水平方向旋转,喷口离转动中心的距离a=1.0m水可沿水平方向喷出,喷水的最大速率v0=10m/s,每秒喷出水的质量m0=7.0kg。所用的水是从井下抽取的,井中水面离地面的高度H=3.2m,并一直保持不变。水泵由电动机带动,电动机电枢线圈电阻r=5.0Ω。电动机正常工作时,电动机的输入电压U=220V,输入电流I=4.0A。不计电动机的摩擦损耗,电动机的输出功率等于水泵所需要的最大输入功率。水泵的输出功率与输入功率之比称为水泵的抽水效率。(计算时取3,球体表面积公式)试求: ⑴求这个喷灌系统所能喷灌的最大面积S; ⑵假设系统总是以最大喷水速度工作,求水泵的抽水效率; ⑶假设系统总是以最大喷水速度工作,在某地区将太阳能电池产生的电能直接供该系统使用,根据以下数据求所需太阳能电池板的最小面积。 (已知:太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,太阳辐射的总功率,太阳到地球的距离,太阳能电池的能量转化效率约为15%。)
如图所示,在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场,在y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子(质量为m、电量为e)从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动。当电子第一次穿越x轴时,恰好到达C点;当电子第二次穿越x轴时,恰好到达坐标原点;当电子第三次穿越x轴时,恰好到达D点。C、D两点均未在图中标出。已知A、C点到坐标原点的距离分别为d、2d。不计电子的重力。求 (1)电场强度E的大小; (2)磁感应强度B的大小; (3)电子从A运动到D经历的时间t.
如图所示,一质量为1 kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为30°。现小球在F=20N的竖直向上的拉力作用下,从A点静止出发向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数为。试求: (1)小球运动的加速度大小; (2)若F作用1.2s后撤去,小球上滑过程中距A点最大距离;
现要测量电流表G1的内阻,给出下列器材:电流表G1(量程5 mA,内阻r1约为150左右),电流表G2(量程10 mA,内阻r2约为100左右) 定值电阻R1=100Ω 定值电阻R2=10Ω 滑动变阻器R3(0~200) 单刀单掷开关S 导线若干 (1)定值电阻选 ; (2)在方框中已画出部分实验电路设计图,请补充完整,并标明所用器材的代号; (3)若选测量数据中的一组来计算,所用的表达式=___________________________, 式中各符号的意义是:_______________________________________________________。
有一内阻未知(约20kΩ ~ 60kΩ)、量程(0~ 10V)的直流电压表V. (1)某同学想通过一个多用表中的欧姆档,直接去测量上述电压表的内阻,该多用表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30,欧姆档的选择开关拨至倍率_______挡。先将红、黑表棒短接调零后,选用下图中 方式连接。 (2)在实验中,某同学读出欧姆表的读数为 Ω,这时电压表的读数为 V。请你导出欧姆表电池的电动势为 V.
利用气垫导轨验证机械能守恒定律。实验装置示意图如图1所示: 实验步骤: A.将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平。 B.用游标卡尺测量挡光条的宽度l,结果如图2所示,由此读出l=_______mm。 C.由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=_______cm。 D.将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。 E.从数字计时器(图1中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2。 F.用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m。 用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式: (1)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少ΔEp=______(重力加速度为g)。 (2)如果ΔEp=___________,则可认为验证了机械能守恒定律。
如图所示,在平行竖直虚线a与b、b与c、c与d之间分别存在着垂直于虚线的匀强电场、平行于虚线的匀强电场、垂直纸面向里的匀强磁场,虚线d处有一荧光屏。大量正离子(初速度和重力均忽略不计)从虚线a上的P孔处进入电场,经过三个场区后有一部分打在荧光屏上。关于这部分离子,若比荷q/m越大,则离子 A.经过虚线C的位置越低 B.经过虚线C的速度越大 C.打在荧光屏上的位置越低 D.打在荧光屏上的位置越高
如图(甲)所示的电路,不计电表内阻的影响,改变滑动变阻器的滑片位置,测得电压表V1和V2随电流表A的示数变化的两条实验图像,如图(乙)所示。关于这两条实验图像: A.图线b的延长线一定过坐标的原点O B.图线a的延长线与纵轴交点的纵坐标值等于电源的电动势 C.图线a、b交点的横坐标和纵坐标值的乘积小于电源的输出功率 D.图线a、b交点的横坐标和纵坐标值的乘积等于电阻Ro消耗的电功率
如图所示,AB、CD是一个圆的两条直径,该圆处于匀强电场中,电场强度方向平行该圆所在平面,在圆周所在的平面内将一个带正电的粒子从A点以相同的速率沿不同方向射向圆形区域,粒子将经过圆周上的不同点,其中经过C点时粒子的动能最小。若不计粒子所受的重力和空气阻力,则下列判断中正确的是不断 A.电场强度方向由A指向B B.电场强度方向由C指向D C.粒子到达B点时动能最大 D.粒子到达D点时电势能最小
人类向宇宙空间发展最具可能的是在太阳系内地球附近建立“太空城”。设想中的一个圆柱形太空城,其外壳为金属材料,长,直径,内壁沿纵向分隔成6个部分,窗口和人造陆地交错分布,陆地上覆盖厚的土壤,窗口外有巨大的铝制反射镜,可调节阳光的射入,城内部充满空气、太空城内的空气、水和土壤最初可从地球和月球运送,以后则在太空城内形成与地球相同的生态环境。为了使太空城内的居民能如地球上一样具有“重力”,以适应人类在地球上的行为习惯,太空城将在电力的驱动下,绕自己的中心轴以一定的角速度转动。如图为太空城垂直中心轴的截面,以下说法正确的有 A.太空城内物体所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心 B.人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供 C.太空城内的居民不能运用天平准确测出质量 D.太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大,太空城的居民受到的“重力”越大
已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ,以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图a所示),以此时为t=0时刻纪录了小物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系,如图b所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向,其中两坐标大小v1> v2)。已知传送带的速度保持不变,g取10m/s2。则下列判断正确的是( ) A.0~t1内,物块对传送带做正功 B.物块与传送带间的动摩擦因数为μ,μ<tanθ C.0~t2内,传送带对物块做功为 D. 系统产生的热量一定比物块动能的减少量大
如图所示,在一个直立的光滑管内放置一个轻质弹簧,上端O点与管口A的距离为2x0,一个质量为m的小球从管口由静止下落,将弹簧压缩至最低点B,压缩量为x0,不计空气阻力,则正确的是 A.小球运动的最大速度等于 B.弹簧的劲度系数为 C.球运动中最大加速度为g D.弹簧的最大弹性势能为
如图所示,电荷q均匀分布在半球面上,球面的半径为R,CD为通过半球顶点C与球心O的轴线。P、Q为CD轴上在O点两侧,离O点距离相等的二点。如果是带电量为Q的均匀带电球壳,其内部电场强度处处为零,电势都相等。则下列判断正确的是 A.P点的电势与Q点的电势相等 B.P点的电场强度与Q点的电场强度相等 C.在P点释放静止带正电的微粒(重力不计),微粒将作匀加速直线运动 D.带正电的微粒在O点的电势能为零
如图所示的电路中,电源电动势为E,内阻为R,L1和L2为相同的灯泡,每个灯泡(阻值恒定不变)的电阻和定值电阻相同,阻值均为R,电压表为理想电表,K为单刀双掷开关,当开关由1位置打到2位置时,下列说法错误的是: A.电压表读数将变小 B.L1亮度不变,L2将变亮 C.L1将变亮,L2将变暗 D.电源的发热功率将变大
如图,水平路面出现了一个地坑,其竖直截面为半圆。AB为沿水平方向的直径。一辆行驶的汽车发现情况后紧急刹车安全停下,但两颗石子分别以V1、V2速度从A点沿AB方向水平弹飞出,分别落于C、D两点,C,D两点距水平路面分别为圆半径的0.6倍和1倍。则V1:V2的值为 A. B. C. D.
从地面以大小为v1的初速度竖直向上抛出一个皮球,经过时间t皮球落回地面,落地时皮球的速度大小为v2.已知皮球在运动过程中受到空气阻力的大小与速度的大小成正比,重力加速度大小为g.下面给出时间t的四个表达式中只有一个是合理的.你可能不会求解t,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断.根据你的判断,你认为t的合理表达式应为 A.t= B.t= C.t= D.t=
为了让乘客乘车更为舒适,某探究小组设计了一种新的交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整,使座椅始终保持水平,如图所示。当此车加速上坡时,盘腿坐在座椅上的一位乘客 A.处于失重状态 B.不受摩擦力的作用 C.受到向前(水平向右)的摩擦力作用 D.所受力的合力竖直向上
如图所示,一个“房子”形状的铁制音乐盒静止在水平面上,一个塑料壳里面装有一个圆柱形强磁铁,吸附在“房子”的顶棚斜面,保持静止状态。已知顶棚斜面与水平面的夹角为,塑料壳和磁铁的总质量为m,塑料壳和斜面间的动摩擦因数为,则以下说法正确的是 A.塑料壳对顶棚斜面的压力大小为 B.顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为 C.顶棚斜面对塑料壳的支持力和摩擦力的合力大小为 D.磁铁的磁性若瞬间消失,塑料壳不一定会往下滑动
如图所示,有三个宽度均相等的区域I、Ⅱ、Ⅲ;在区域I和Ⅲ内分别为方向垂直于纸面向外和向里的匀强磁场(虚线为磁场边界面,并不表示障碍物),区域I磁感应强度大小为B,某种带正电的粒子,从孔O1以大小不同的速度沿图示与夹角α=300的方向进入磁场(不计重力)。已知速度为v0和2v0时,粒子仅在区域I内运动且运动时间相同,均为t0。 (1)试求出粒子的比荷q/m、速度为2v0的粒子从区域I射出时的位置离O1的距离L; (2)若速度为v的粒子在区域I内的运时间为t0/5,在图中区域Ⅱ中O1O2上方加竖直向下的匀强电场,O1O2 下方对称加竖直向上的匀强电场,场强大小相等,使速度为v的粒子每次均垂直穿过I、Ⅱ、Ⅲ区域的边界面并能回到O1点,则请求出所加电场场强大小与区域Ⅲ磁感应强度大小。
冰壶赛场在比赛前需要调试赛道的冰面情况。设冰壶质量为m,冰壶与合格冰道的动摩擦因数为μ。调试时,测得冰壶在合格赛道末端速度为初速度的0.9倍,总耗时为t。假设冰道内有一处冰面出现异常,导致冰壶与该处冰面的动摩擦因素为2μ,且测出冰壶到达赛道末端的速度为初速度的0.8倍,设两次调试时冰壶初速度均相同。求: (1)冰壶的初速度大小和冰道的总长度; (2)异常冰面的长度;
如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上,两导轨间距L=0.30m。导轨电阻忽略不计,其间接有固定电阻R=0.40Ω.导轨上停放一质量为m=0.10kg、电阻r=0.20Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强磁场中,磁场方向竖直向下。利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使之由静止开始做匀加速直线运动,电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑,并获得U随时间t的关系如图乙所示。求: (1)金属杆加速度的大小; (2)第2s末外力的瞬时功率。
(10分)某同学到实验室做“测定电源电动势和内阻”的实验时,发现实验桌上还有一个定值电阻R0。他设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和R0的阻值。实验时用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数,并将滑动变阻器的滑片P移动到不同位置时,刻录了U1、U2、I的一系列值。 (1)他在同一坐标纸上分别作出U1-I、U2-I图线,如图乙所示,则U1-I图线是图中 (填A或B)。 (2)定值电阻R0的计算表达式是:R0= (用测得的U1、U2、I表示),若实验中的所有操作和数据处理无错误,实验中测得R0值 (填“大于”“等于”或“小于”)实际值。 (3)若实验中没有电压表V1 ,你能测出的量是 (填“电动势E”“内阻r”或“R0”,下同)。 (4)若实验中没有电压表V2 ,你能测出的量是 。
(10分)某同学利用如图所示的装置进行“探究加速度与物体质量的关系”的实验,A为小车,B为打点计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板。实验时,保证砝码和小桶质量m不变,改变小车质量M,分别测得小车的加速度与对应的质量M的数据如下表:
(1)根据上表数据,为进一步直观地反映F不变时,a与M的关系,在坐标纸中选择适当的物理量为坐标轴建立坐标系,作出图线。(作在答题纸上) (2)根据所绘的图线,计算砝码和小桶的总重力为 N,且表明该同学在实验操作中最可能存在的问题:
如图,在光滑、绝缘的水平桌面上固定放置一光滑、绝缘的挡板ABCD,AB段为直线挡板,BCD段是半径为R的圆弧挡板,挡板处于场强为E的匀强电场中,电场方向与圆直径MN平行。现有一带电量为q、质量为m的小球由静止从挡板内侧上的A点释放,并且小球能沿挡板内侧运动到D点抛出,则( ) A.小球运动到N点时,挡板对小球的弹力可能为零 B.小球运动到N点时,挡板对小球的弹力可能为Eq C.小球运动到M点时,挡板对小球的弹力可能为零 D.小球运动到C点时,挡板对小球的弹力一定大于mg
如图所示,水平的平行虚线间距为d,其间有磁感应强度为B的匀强磁场。一个正方形线框边长为l(d>l),质量为m,电阻为R。开始时, 线框的下边缘到磁场上边缘的距离为h。将线框由静止释放,其下边缘刚进入磁场时,线框的加速度恰为零。则线框进入磁场的过程和从磁场下边穿出磁场的过程相比较,有( ) A.产生的感应电流的方向相同 B.所受的安培力的方向相反 C.进入磁场的过程中产生的热量小于穿出磁场的过程中产生的热量 D.进入磁场过程所用的时间大于穿出磁场过程中所用的时间
如图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器,其原理是:导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器,当振动膜片在声压的作用下振动时,两个电极之间的电容发生变化,电路中电流随之变化,这样声信号就变成了电信号。则当振动膜片向右振动时( ) A.电容器电容值增大 B.电容器带电荷量减小 C.电容器两极板间的场强增大 D.电阻R上电流方向自左向右
在如图所示的电路中,R1、R2、R3和R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源电动势为E,内阻为r.记电流表的读数为I,电压表的读数为U,当R5的滑动触点向上移动时( ) A. I变大,U变小 B. I变大,U变大 C. I变小,U变大 D. I变小,U变小
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