【題目】(18分)如圖所示,水平傳送帶A、B兩輪間的距離L=40 m,離地面的高度H=3.2 m,傳送帶一起以恒定的速率v0=2 m/s向右勻速運動。兩個完全一樣的滑塊P、Q由輕質彈簧相連接,用一輕繩把兩滑塊拉至最近,使彈簧處于最大壓縮狀態(tài)繃緊,輕放在傳送帶的最左端。開始時P、Q一起從靜止開始運動,t1=3 s后突然輕繩斷開,很短時間內(nèi)彈簧伸長至本身的自然長度(不考慮彈簧的長度的影響),此時滑塊Q的速度大小剛好是P的速度大小的兩倍。已知滑塊的質量是m=0.2 kg,滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)是μ=0.1,重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)彈簧處于最大壓縮狀態(tài)時,彈簧的彈性勢能;
(2)兩滑塊落地的時間差;
(3)兩滑塊落地點間的距離。
【答案】(1)7.2 J (2)7.8 s (3)43.9 m
【解析】(1)滑塊在傳送帶上運動的加速度(1分)
滑塊從靜止開始運動到與傳送帶相對靜止所用的時間,這段時間內(nèi)滑塊的位移<L=40 m,故滑塊第2 s末相對傳送帶靜止(2分)
t1=3 s時,滑塊的速度是v0=2 m/s,滑塊的位移(1分)
由動量守恒定律得:,又有,解得彈簧伸長至本身的自然長度時,滑塊Q的速度大小,滑塊P的速度大小(2分)
由能量守恒定律得彈簧處于最大壓縮狀態(tài)時,彈性勢能(2分)
(2)兩滑塊做平拋運動的高度一樣,平拋的時間相等,所以兩滑塊落地的時間差就是彈簧到自然長度后,兩滑塊在傳送帶上的運動時間(1分)
滑塊Q與傳送帶相對靜止的時間,這段時間內(nèi)滑塊運動的位移<L–x1=36 m,所以滑塊Q先勻減速運動,后勻速運動,滑塊Q勻速運動的時間(2分)
滑塊P速度減小到0時候,滑塊P運動的位移>x1=4 m(1分)
滑塊P滑到傳送帶左端時的速度,運動時間(2分)
兩滑塊落地的時間差(1分)
(3)滑塊P離開傳送帶做平拋運動的水平距離(1分)
滑塊Q離開傳送帶做平拋運動的水平距離(1分)
兩滑動落地點間的距離(1分)
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【題目】某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示,圖中表示處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分率,由圖可知
A. 氣體的所有分子,其速率都在某個數(shù)值附近
B. 某個氣體分子在高溫狀態(tài)時的速率可能與低溫狀態(tài)時相等
C. 高溫狀態(tài)下大多數(shù)分子的速率大于低溫狀態(tài)下大多數(shù)分子的速率
D. 高溫狀態(tài)下分子速率的分布范圍相對較小
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【題目】如圖所示,在一個等腰直角三角形ACD區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場,磁場的磁感應強度大小為B.一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計重力)從AC邊的中點O垂直于AC邊射入該勻強磁場區(qū)域,若該三角形的兩直角邊長均為2l,則下列關于粒子運動的說法中正確的是
A. 若該粒子的入射速度為,則粒子一定從CD邊射出磁場,且距點C的距離為l
B. 若要使粒子從CD邊射出,則該粒子從O點入射的最大速度應為
C. 若要使粒子從AC邊射出,則該粒子從O點入射的最大速度應為
D. 該粒子以不同大小的速度入射時,在磁場中運動的最長時間為
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【題目】豎直放置的平行光滑導軌,其電阻不計,磁場方向如圖所示,磁感強度B=1 T,重為G1=0.5 N的導體棒ab及重為G2=0.4 N的導體棒cd長均為0.5 m,電阻均為1 Ω,現(xiàn)要使其中一棒靜止不動,另一棒做勻速運動(不計一切摩擦,兩棒與導軌始終接觸良好),下列說法正確的是
A.要使ab棒靜止不動,cd棒向下勻速運動的速度大小是3.2 m/s
B.要使ab棒靜止不動,cd受到的推力大小是0.9 N
C.要使cd棒靜止不動,ab棒向上勻速運動的速度大小是4 m/s
D.要使cd棒靜止不動,ab受到的推力大小是0.9 N
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【題目】手握瓶子在豎直方向處于靜止,如果握瓶子的力加倍,則手與瓶子之間的摩擦力
A. 也加倍 B. 保持不變
C. 手受摩擦力方向向下 D. 以上說法都不對
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【題目】如圖所示,x是水平方向,y是豎直方向,曲線是一段小球做平拋運動的軌跡,O、A、B三點是平拋運動軌跡上的三點, 則下列說法正確的是
A.小球從O點到A點運動的時間小于小球從A點到B點的運動時間
B.小球拋出點的坐標是(-5L,-L)
C.小球做平拋運動的初速度大小
D.小球經(jīng)過A點時的速度大小
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【題目】在電磁學建立和發(fā)展的過程中,許多物理學家做出了重要貢獻。下列說法符合史實的是
A.法拉第首先提出正電荷、負電荷的概念
B.庫侖首先提出電荷周圍存在電場的觀點
C.奧斯特首先發(fā)現(xiàn)電流的磁效應
D.洛倫茲提出分子電流假說
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【題目】如圖所示,交流發(fā)電機的矩形線圈邊長ab=cd=0.5 m,ad=bc=1.0 m,線圈匝數(shù)為100匝,內(nèi)阻不計,線圈在磁感應強度B= T的勻強磁場中,繞垂直磁場的虛線軸以角速度ω=10 π rad/s做勻速轉動,外接理想變壓器原線圈,電壓表為理想交流電表,若電阻R兩端電壓為12 V,消耗的電功率為12 W,則
A.交變電流的周期是0.2s
B.交流電壓表的示數(shù)為120 V
C.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10:1
D.原線圈的輸入功率24 W
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【題目】如圖()所示,一邊長,質量的正方形金屬線框,放在光滑絕緣的水平面上,整個裝置放在方向豎直向上、磁感應強度的勻強磁場中,它的一邊與磁場的邊界重合。在水平力作用下由靜止開始向左運動,經(jīng)過線框被拉出磁場。測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖像如圖()所示,在金屬線框被拉出的過程中,
(1)求通過線框導線截面的電量及線框的電阻;
(2)寫出水平力隨時間變化的表達式;
(3)已知在這內(nèi)力F做功,那么此過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少?
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