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【题目】如图, M、N两点处于同一水平面,O为M、N连线的中点,过O点的竖直线上固定一根绝缘光滑细杆,杆上A、B两点关于O点对称。第一种情况,在M、N两点分别放置电量为+Q和-Q的等量异种点电荷,套在杆上带正电的小金属环从A点无初速释放,运动到B点;第二种情况,在M、N两点分别放置电量为+Q的等量同种点电荷,该金属环仍从A点无初速释放,运动到B点。则两种情况中( )
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A. 金属环运动到B点的速度第一种情况较大
B. 金属环从A点运动到B点所用的时间第一种情况较短
C. 金属环从A点运动到B点的过程中,动能与重力势能之和均保持不变
D. 金属环从A点运动到B点的过程中(不含A、B两点),在杆上相同位置的速度第一种情况较大
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【题目】如右图,空间某区域内存在沿水平方向的匀强磁场,一正方形闭合金属线框自磁场上方某处释放后穿过磁场,整个过程线框平面始终竖直,线框边长小于磁场区域上下宽度。以线框刚进入磁场时为计时起点,下列描述线框所受安培力F随时间t变化关系的图中,不正确的是
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A. ![]()
B. ![]()
C. ![]()
D. ![]()
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【题目】如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图,运动员从O点由静止开始,在不借助其它外力的情况下,自由滑过一段圆心角为60°的光滑圆弧轨道后从A点水平飞出,然后落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点,光滑圆弧轨道半径为40m,斜坡与水平面的夹角θ=30°,运动员的质量m=50 kg,重力加速度g=10 m/s2。下列说法正确的是
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A. 运动员从O运动到B的整个过程中机械能守恒
B. 运动员到达A点时的速度为20 m/s
C. 运动员到达B点时的动能为10 kJ
D. 运动员从A点飞出到落到B点所用的时间为
s
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【题目】如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图,运动员从O点由静止开始,在不借助其它外力的情况下,自由滑过一段圆心角为60°的光滑圆弧轨道后从A点水平飞出,然后落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点,光滑圆弧轨道半径为40m,斜坡与水平面的夹角θ=30°,运动员的质量m=50 kg,重力加速度g=10 m/s2。下列说法正确的是
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A. 运动员从O运动到B的整个过程中机械能守恒
B. 运动员到达A点时的速度为20 m/s
C. 运动员到达B点时的动能为10 kJ
D. 运动员从A点飞出到落到B点所用的时间为
s
【答案】AB
【解析】运动员在光滑的圆轨道上的运动和随后的平抛运动的过程中只受有重力做功,机械能守恒.故A正确;运动员在光滑的圆轨道上的运动的过程中机械能守恒,所以:
mvA2=mgh=mgR(1-cos60°)所以:![]()
,故B正确;设运动员做平抛运动的时间为t,则:x=vAt;y=
gt2
由几何关系:
,联立得:
,
运动员从A到B的过程中机械能守恒,所以在B点的动能:EkB=mgy+
mvA2,代入数据得:EkB=
×105J.故C D错误.故选AB.
点睛:本题是常规题,关键要抓住斜面的倾角反映位移的方向,知道平抛运动水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,难度适中.
【题型】多选题
【结束】
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【题目】如图所示,在倾角为30°的斜面上固定一电阻不计的光滑平行金属导轨,其间距为L,下端接有阻值为R的电阻,导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与斜面垂直(图中未画出)。质量为m、阻值大小也为R的金属棒ab与固定在斜面上方的劲度系数为k的绝缘弹簧相接,弹簧处于原长并被锁定。现解除锁定的同时使金属棒获得沿斜面向下的速度v0,从开始运动到停止运动的过程中金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,在上述过程中( )
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A. 开始运动时金属棒与导轨接触点间电压为![]()
B. 通过电阻R的最大电流一定是![]()
C. 通过电阻R的总电荷量为![]()
D. 回路产生的总热量小于![]()
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【题目】如图所示,绕同一恒星运行的两颗行星A和B,A是半径为r的圆轨道,B是长轴
为2r椭圆轨道,其中Q′到恒星中心的距离为Q到恒星中心的距离的2倍,两轨道相交于P点。以下说法正确的是( )
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A. A和B经过P点时加速度相同
B. A和B经过P点时的速度相同
C. A和B绕恒星运动的周期相同
D. A的加速度大小与B在Q′处加速度大小之比为16:9
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【题目】显像管是旧式电视机的主要部件,显像管的简要工作原理是阴极K发射的电子束经电场加速后,进入放置在其颈部的偏转线圈形成的偏转磁场,发生偏转后的电子轰击荧光屏,使荧光粉受激发而发光,图13(a)为电视机显像管结构简图。显像管的工作原理图可简化为图13(b)。其中加速电场方向、矩形偏转磁场区域边界MN和PQ均与OO’平行,荧光屏与OO’垂直。磁场可简化为有界的匀强磁场,MN=4d,MP=2d,方向垂直纸面向里,其右边界NQ到屏的距离为L。若阴极K逸出的电子(其初速度可忽略不计),质量为m,电荷量为e,从O点进入电压为U的电场,经加速后再从MP的中点射入磁场,恰好从Q点飞出,最终打在荧光屏上。
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(1)求电子进入磁场时的速度;
(2)求偏转磁场磁感应强度B的大小以及电子到达荧光屏时偏离中心O’点的距离;
(3)为什么电视机显像管不用电场偏转?请用以下数据计算说明。
炽热的金属丝可以发射电子,设电子刚刚离开金属丝时的速度为0。在金属丝和金属板(图中圆环片)之间加电压U1=2500V。电子在真空中加速后,从金属板的小孔穿出。之后进入两个相同的极板Y与Y′之间,极板长度l=6.0 cm,相距d=2cm,极板间的电压U2=200V,两板间的电场看做匀强电场。图中极板X与X′之间未加电压。从极板Y与Y′出射的电子最终打在荧光屏上P点(图中未画出)。如果极板Y与Y′之间不加电压,电子打在荧光屏正中心O点。那么要使OP间距y=15cm(大约是21寸彩电高度的一半),则极板Y与Y′末端到荧光屏的距离s等于多少?电子质量m=0.9×10-30kg,电量e=1.6×10-19C。
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【题目】甲、乙两辆汽车在一条平直的单行道上同向行驶,乙在前,甲在后.t=0时刻,两车同时刹车,结果发生了碰撞.如图所示为两车刹车后不会相撞的vt图象,下列说法正确的是( )
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A. 两车刹车时的距离一定小于90 m
B. 两车刹车时的距离一定等于112.5 m
C. 两车一定是在t=20 s之前的某时刻发生相撞的
D. 两车一定是在t=20 s之后的某时刻发生相撞的
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【题目】如图所示为一个质点做直线运动的v-t图象,该质点在前4 s 内向东运动,则该质点( )
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A. 在8~10 s内始终向东运动
B. 在前8 s内的加速度大小不变,方向始终向西
C. 在前8 s内的合外力先减小后增大
D. 在4~12 s内的位移大小为24 m
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【题目】无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比,与导线到这一点的距离成反比,即
(式中k为常数).如图所示,两根相距L的无限长直导线分别通有电流I和3I.在两根导线的连线上有a、b两点,a点为两根直导线连线的中点,b点距导线I的距离为L.下列说法正确的是( )
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A. a点和b点的磁感应强度方向相同
B. a点和b点的磁感应强度方向相反
C. a点和b点的磁感应强度大小之比为8:1
D. a点和b点的磁感应强度大小之比为16:1
【答案】AD
【解析】解:AB、根据右手螺旋法则,导线周围的磁场的磁感线,是围绕导线形成的同心圆,3I导线与I导线在a处的磁感应强度方向都向下,则合磁感应强度方向向下的;根据B=K
,3I导线在b处的磁感应强度方向向下,而I导线在b处的磁感应强度方向向上,因3I导线产生的磁场较大,则合磁感应强度方向向下,因此a点和b点的磁感应强度方向相同,故A正确,B错误;
CD、3I导线与I导线在a处的磁感应强度大小Ba=K
+K
=K
,
而3I导线与I导线在b处的磁感应强度大小Bb=K
﹣K
=K
,则a点和b点的磁感应强度大小之比为16:1,故C错误,D正确.
故选:AD.
【点评】磁感应强度为矢量,合成时要用平行四边形定则,因此要正确根据安培定则判断导线周围磁场方向是解题的前提.
【题型】单选题
【结束】
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【题目】制造纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为d的两平行金属板,如图甲所示,加在A、B间的电压UAB做周期性变化,其正向电压为U0,反向电压为-kU0(k≥1),电压变化的周期为2T,如图乙所示.在t=0时,有一个质量为m、电荷量为e的电子以初速度v0垂直电场方向从两极板正中间射入电场,在运动过程中未与极板相撞,且不考虑重力的作用,则下列说法中正确的是( )
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A. 若
且电子恰好在2T时刻射出电场,则应满足的条件是![]()
B. 若k=1且电子恰好在4T时刻从A板边缘射出电场,则其动能增加![]()
C. 若
且电子恰好在2T时刻射出电场,则射出时的速度为![]()
D. 若k=1且电子恰好在2T时刻射出电场,则射出时的速度为v0
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【题目】磁感应强度是描述磁场性质的重要物理量.不同物质周围存在的磁场强弱不同,测量磁感应强度的大小对于磁场的实际应用有着重要的物理意义.
(1)如图所示为电流天平,可以用来测量匀强磁场的磁感应强度.它的右臂挂着匝数为n匝的矩形线圈,线圈的水平边长为l,处于匀强磁场内,磁场的方向与线圈平面垂直.当线圈中通过电流I时,调节砝码使两臂达到平衡,然后保持电流大小不变,使电流反向,这时需要在左盘中增加质量为m的砝码,才能使两臂再达到新的平衡.重力加速度为g,请利用题目所给的物理量,求出线圈所在位置处磁感应强度B的大小.
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(2)磁场具有能量,磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度,其值为B2/2μ,式中B是磁感应强度,μ是磁导率,在空气中μ为一已知常量.请利用下面的操作推导条形磁铁磁极端面附近的磁感应强度B:用一根端面面积为A的条形磁铁吸住一相同面积的铁片P,再用力将铁片与磁铁缓慢拉开一段微小距离Δl,并测出拉力F,如图所示.因为距离很小,F可视为恒力.
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(3)利用霍尔效应原理制造的磁强计可以用来测量磁场的磁感应强度.磁强计的原理如图所示:将一体积为a×b×c的长方体导电材料,放在沿x轴正方向的匀强磁场中,已知材料中单位体积内参与导电的带电粒子数为n,带电粒子的电量为q,导电过程中,带电粒子所做的定向移动可认为是匀速运动.当材料中通有沿y轴正方向的电流I时,稳定后材料上下两表面间出现恒定的电势差U.
①请根据上述原理导出磁感应强度B的表达式.
②不同材料中单位体积内参与导电的带电粒子数n不同,请利用题目中所给的信息和所学知识分析制作磁强计应采用何种材料.
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