如图所示,圆盘半径为r=0.25m,一质量为m=0.2kg的木块放置在圆盘的边缘,随圆盘一起绕圆心O在水平面内做匀速圆周运动,圆盘转动的角速度为=2rad/s。取g=10m/s2,求: (1)木块的线速度大小; (2)若木块与玻璃板间的动摩擦因数=0.4,将角速度缓慢增大到多少时木块刚好要与圆盘发生滑动?(设最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等) (3)在第(2)题所描述的过程中,圆盘对小木块所做的功为多少?
航天员在某一星球离表面h高度处,以初速度v0沿水平方向抛出一个小球,经过时间t后小球落到星球表面,已知该星球的半径为R,引力常量为G,星球自转可忽略,求: (1)该星球表面重力加速度g的大小; (2)该星球的质量; (3)要使小球抛出后不再落回星球表面,初速度v至少为多大?
用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种。重物从高处由静止开始下落,打点计时器在纸带打出一系列的点,对点迹进行测量和相关计算,即可验证机械能守恒定律: 下面是该实验的操作步骤: A.按照图示的装置安装器件 B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上 C.用天平测出重物的质量 D.先释放悬挂纸带的夹子,然后接通电源打出一条纸带 E.测量纸带上某些点间的距离 F.根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能 (1)其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是___________(填字母序号); (2)实验中得到的一条纸带如图乙所示。相邻计数点间的时间间隔为0.02s,则: ①纸带的________(选填“O”或“C”)端与重物相连; ②某同学从起点O到打下计数点B的过程中,计算出重物的动能增加量△Ek=________J,重力势能减少量△Ep=________J;(已知重物质量为1kg,g取9.8m/s2,结果保留两位有效数字) (3)另一名同学用计算出B的动能,恰好与重力势能减少量△Ep相等,于是该同学得出结论“重物下落过程中机械能守恒”,试问该同学的做法是否合理?_____________。
用如图甲所示的实验装置来探究小球作圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系,转动手柄l使长槽4和短槽5分别随变速轮塔2、3匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。横臂6的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒7下降,从而露出标尺8,标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值,小球有钢球、橡胶球两种规格: (1)本实验采用的实验方法主要是_____________、转换法;在探究向心力的大小F与半径r的关系时,要保持__________相同; A.和r B.和m C.m和r D.m和F (2)如图乙所示是某次实验时的情景,这是在研究向心力的大小F与_______的关系。若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1:4,运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为____________。
如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程中的速度-时间图像,Oa段为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率P行驶时的加速阶段,bc段是与ab段相切的水平直线,则下述说法正确的是:( ) A.在全过程中汽车所受摩擦力为 B.t1~t2时间内汽车牵引力做功为 C.t2时刻汽车牵引力及其功率都是最大值 D.利用题中所给物理量,无法求出0~t3时间内汽车的总位移
某卫星在发射过程中经过四次变轨进入同步轨道,如图所示为第四次变轨的示意图,卫星先沿椭圆轨道Ⅰ(A点为近地点,B点为远地点)飞行,后在B点实现变轨,进入同步轨道Ⅱ。则关于该卫星,下列说法中正确的是( ) A.在轨道Ⅱ上的运行周期比在轨道Ⅰ上小 B.在B点变轨时需要通过点火使卫星加速 C.在轨道Ⅱ上的机械能比在轨道Ⅰ上任意一点的机械能大 D.在轨道Ⅱ上经过B点时的加速度比在轨道Ⅰ上经过B点时大
如图所示,一长度为L的轻杆一端固定质量为m的小球,给小球一定的初速度,使小球以轻杆的另一端为圆心,在竖直面内做圆周运动。其中A点为最高点,B点为最低点,C点与圆心等高。则下列说法错误的是( ) A.小球过A点时,速度的最小值为 B.小球过C点时,杆对球的弹力等于零 C.小球过B点时,杆对球的弹力大于球的重力 D.小球过A点时,杆对球的弹力一定随速度增大而增大
1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星“东方红一号”,目前仍然在椭圆轨道上运行。2020年3月9日,我国成功发射北斗系统第54颗导航卫星,以大约3.08km/s的速度运行在高度约为35786km的地球同步轨道上。则关于这两颗卫星,下列说法正确的是( ) A.“东方红一号”和“北斗54”的轨道平面都经过地心 B.“东方红一号”和“北斗54”都有可能经过常熟的正上空 C.“东方红一号”在近地点的运行速度大于11.2km/s D.根据题中信息,若再已知地球自转周期和表面重力加速度,可以求出第一宇宙速度
在如下四种情形中,物块的机械能守恒的是( ) A.如甲图所示,物块向下运动压缩弹簧 B.如乙图所示,物体沿光滑斜面自由下滑 C.如丙图所示,物体在推力F作用下沿光滑斜面匀速下滑 D.如丁图所示,物体在拉力F(大小等于所受斜面摩擦力)作用下沿斜面下滑
假设某足球运动员罚点球直接射门时,球恰好从横梁下边缘踢进,此时的速度为v。横梁下边缘离地面的高度为h,足球质量为m,运动员对足球做的功为W1,足球运动过程中克服空气阻力做功为W2。选地面为零势能面,下列说法正确的是( ) A.运动员对足球做的功 B.足球克服空气阻力做的功 C.足球在整个过程中机械能的变化量为 D.足球离开运动员脚的瞬间机械能为
两根长度不同的细线下面分别悬挂着小球A和B(),细线上端固定在同一点,若两个小球以相同的角速度,绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动,则两个小球在运动过程中的相对位置关系示意图正确的是( ) A. B. C. D.
如图所示,质量相同的两个物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑,物体与斜面间的动摩擦因数都相同,物体下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为WA和WB,滑到斜面底部C点时的动能分别为EkA和EkB,则( ) A., B., C., D.,
自由下落的物体,其动能与位移的关系如图所示,则图中直线的斜率表示该物体的( ) A.质量 B.机械能 C.重力大小 D.重力加速度
2019年1月3日,“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面,世界第一张近距离拍摄的月背影像图通过“鹊桥”中继星传回地球。已知地球半径约为月球的4倍,地球表面重力加速度约为月球的6倍,则地球质量约为月球的( ) A.24倍 B.64倍 C.96倍 D.144倍
“天宫一号”(Ⅰ)主要是和载人飞船配合完成空间交会对接试验任务,而“天宫二号”(Ⅱ)则是我国第一个具备太空补加功能的载人航天实验室。已知“天宫二号”的轨道高度为393km,比“天宫一号”高了50km。关于两者运行情况的比较,以下结论正确的是( ) A.线速度vⅡ>vⅠ B.加速度aⅡ>aⅠ C.角速度Ⅱ>Ⅰ D.周期TⅡ>TⅠ
美国科学家2016年2月11日宣布,他们探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”,相对论在一定范围内弥补了经典力学的局限性。关于经典力学,下列说法正确的是( ) A.经典力学完全适用于宏观低速运动 B.经典力学取得了巨大成就,是普遍适用的 C.随着物理学的发展,经典力学将逐渐成为过时的理论 D.由于相对论、量子论的提出,经典力学已经失去了它的应用价值
在物理学理论建立的过程中,有许多科学家做出了巨大的贡献。关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是( ) A.牛顿提出了“日心说” B.开普勒发现了万有引力定律 C.卡文迪许通过实验比较准确地测出了引力常量的数值 D.第谷通过对天体运动的长期观察,发现了行星运动三定律
如图,平行金属导轨由水平部分和倾斜部分组成,倾斜部分是两个竖直放置的四分之一圆弧导轨,圆弧半径r=0.2m。水平部分是两段均足够长但不等宽的光滑导轨,CC'=3AA'=0.6m,水平导轨与圆弧导轨在AA'平滑连接。整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,导体棒MN、PQ的质量分别为ml=0.2kg、m2=0.6kg,长度分别为l1=0.2m、l2=0.6m,电阻分别为R1=1.0Ω、R2=3.0Ω,PQ固定在宽水平导轨上。现给导体棒MN一个初速度,使其恰好沿圆弧导轨从最高点匀速下滑,到达圆弧最低处AA'位置时,MN克服安培力做功的瞬时功率为0.04W,重力加速度g=10m/s2,不计导轨电阻,导体棒MN、PQ与导轨一直接触良好。求: (1)导体棒MN到达圆弧导轨最低处AA'位置时对轨道的压力大小; (2)导体棒MN沿圆弧导轨下滑过程中,MN克服摩擦力做的功(保留3位有效数字); (3)若导体棒MN到达AA'位置时释放PQ,之后的运动过程中通过回路某截面的电量q。
提供信息:若物体做机械振动的回复力F回与振动物体的位移x满足关系式F回=-kx,那么机械振动的周期为,其中k为常数。如图是多米诺骨牌中滚球触发机关的一段示意图,轻质弹簧一端固定在斜面底端,质量为0.2kg的小球放在倾角为的光滑斜面最上端B点,在弹簧弹力作用下处于静止状态,弹簧的劲度系数为k0=5π2N/m,且不与小球拴接。长度l=0.5m的水平轨道CD和光滑圆弧轨道在D点相切,B、C竖直高度差=0.6m,小球在水平轨道上受到恒定阻力f=0.6N。现用沿斜面向下的推力使小球缓慢移动一小段距离到达A点,此时突然撤去推力,弹簧上端到达B点时立即被锁定,小球从B点弹出后恰好沿水平方向进入CD轨道,继续运动到弧面上的触发点E,原速率弹回。已知重力加速度g=10m/s2。求: (1)小球到C点时的速度大小; (2)小球从A点到B点的过程中弹簧对小球的冲量大小; (3)小球最终停止时离D点的距离。
图甲中滑索巧妙地利用了景区的自然落差,为滑行提供了原动力。游客借助绳套保护,在高空领略祖国大好河山的壮美。其装置简化如图乙所示,倾角为的轨道上套一个质量为m的滑轮P,质量为3m的绳套和滑轮之间用不可伸长的轻绳相连。某次检修时,工人对绳套施加一个拉力F,使绳套从滑轮正下方的A点缓慢移动,运动过程中F与轻绳的夹角始终保持,直到轻绳水平,绳套到达B点,如图所示。整个过程滑轮保持静止,重力加速度为g,求: (1)绳套到达B点时,轨道对滑轮的摩擦力大小和弹力大小; (2)绳套从A缓慢移动到B的过程中,轻绳上拉力的最大值。
某简易火情报警装置如图所示,导热良好的玻璃管竖直放置,管内用水银柱封闭一定质量的理想气体,当环境温度升高,水银柱上升到一定高度时,电路接通,蜂鸣器发出火情警报。已知玻璃管中的导线下端距离玻璃管底部60cm,环境温度为27时,玻璃管中封闭气柱长度为10cm;当环境温度上升到177时,蜂鸣器发出火情警报。 (1)求水银柱的长度; (2)请分析说明在环境温度升高过程中,管中封闭气体是吸热还是放热。
热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC),正温度系数电阻器的电阻值随温度升高而增大,负温度系数电阻器的电阻值随温度升高而减小,由于热敏电阻具有这种特性,常用在控制电路中,其电学符号为。实验室里有一只热敏电阻Rt,它在常温下阻值约为10Ω,现要探究通过该电阻的电流与其两端电压的关系,实验室里备有下列器材: 电流表A1,量程100mA,内阻约为1Ω 电流表A2,量程1.2A,内阻约为0.3Ω 电压表Vl,量程3V,内阻约为3kΩ 电压表V2,量程10V,内阻约为10kΩ 滑动变阻器R1,最大阻值为5Ω 滑动变阻器R2,最大阻值为500Ω 电源E,电动势为12V,内阻不计 开关、导线若干 (1)实验中要求通过热敏电阻Rt的电流从0开始逐渐增大,根据所提供的器材,请你设计实验电路,并将电路图画在答题纸指定的方框内____; (2)实验时,电流表应选__________,电压表应选__________,滑动变阻器应选__________;(选填器材代号) (3)根据实验测得数据描绘出热敏电阻的U—I,关系曲线如图所示,该热敏电阻属于__________热敏电阻(选填“PTC”或“NTC”);将该热敏电阻与电动势为6V、内阻为3Ω的电源组成回路,则该热敏电阻消耗的电功率为_______________W。
某实验兴趣小组查阅教材了解到木—木间的动摩擦因数为0.30,该小组采用如图甲所示实验装置测量木块与木板间的动摩擦因数进一步验证。实验中,木块要在重锤的牵引下沿长木板做直线运动。对于该实验,请回答下面问题: (1)如果实验所用重锤的质量约为150g,实验室里备有下列各种质量的木块,其中质量最合适的是____; A.500g B.600g C.260g D.15g (2)如图乙是某次实验中打出的一条纸带,从某个便于测量的点开始,取一系列计数点并记为0、1、2、3……10,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,测得相邻计数点间的距离己标注在图上,电源频率f=50Hz,当地重力加速度g=9.8m/s2,请根据纸带计算重锤落地前木块运动的加速度大小为_____,木块与木板间的动摩擦因数为________________;(计算结果保留2位有效数字) (3)若实验测得的木块与木板间动摩擦因数比真实值偏大,你认为可能的原因是_____________。(写出一条即可)
如图,正方形abcd区域内有垂直纸面的匀强磁场。a点处的粒子源沿ac方向发出大量相同的带电粒子,粒子的速度大小不同。当粒子速度为v0时恰好从e点垂直cd边射出,不计粒子间的相互作用力及重力,下列说法正确的是( ) A.e点为cd边的中点 B.速度为时,粒子从d点射出 C.速度小于的所有粒子在磁场中运动的路程与速度大小成正比 D.从e点射出的粒子和从d点射出的粒子在磁场中运动的时间之比为2:1
卫星绕某行星做匀速圆周运动的加速度为a,卫星的轨道半径为r,的关系图像如图所示,图中b为图线纵坐标的最大值,图线的斜率为k,该行星的自转周期为T0,引力常量为G,下列说法正确的是( ) A.行星的质量为 B.行星的半径为 C.行星的第一宇宙速度为 D.该行星同步卫星的轨道半径为
一束复色光射到平行玻璃砖的上表面,经玻璃砖下表面射出后分为a、b两束光,下列说法正确的是( ) A.在玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度 B.若从同一介质射入真空,发生全反射时a光的临界角比b光的大 C.通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹间距 D.a、b两束光分别照射到同种金属上,相应的遏止电压分别为Ua和Ub,Ua>Ub
简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向由a向b传播,波速为v。若某时刻在波的传播方向上,位于平衡位置的两质点a、b相距为l,a、b之间只有一个波谷,则从该时刻开始计时,质点a第一次到达波谷所用的时间可能是( ) A. B. C. D.
某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示,A、B为理想变压器,R为输电线路的电阻,灯泡Ll、L2规格相同,保持变压器A的输入电压不变,下列说法正确的是( ) A.断开S,A的输入功率减小 B.断开S,Ll不受影响 C.将滑片P下移,灯泡Ll变暗 D.将滑片P上移,A的输入功率增大
如图甲,Q1、Q2为两个固定点电荷,它们连线的延长线上有a、b两点。一带正电的试探电荷仅在电场力作用下,以初速度va从a点开始沿a、b连线向远处运动,经过b点时速度为vb,其v-t图像如图乙所示,规定无穷远处为零电势点,下列说法正确的是( ) A.Q1带负电,Q2带正电 B.b点电势为零 C.b点场强为零 D.试探电荷从a点到无穷远处,电场力做负功
己知氢原子能级公式为,其中n为量子数。氢原子从n能级向n-1能级跃迁时释放出的能量可以使处于n能级上的氢原子电离,则n的最大值为( ) A.2 B.3 C. D.4
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