【題目】如圖所示,光滑的水平導(dǎo)軌 MN 右端 N 處與水平傳送帶齊平,傳送帶兩端長度 L=4m,皮帶輪沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動,帶動皮帶以恒定速率 v=3m/s 勻速傳動,三個(gè)質(zhì)量均 為 m=l kg 的滑塊 A、B、C 置于水平導(dǎo)軌上,開始時(shí)滑塊 B、C 之間用細(xì)繩相連,其間有 一壓縮的輕彈簧,處于靜止?fàn)顟B(tài);瑝K A 以初速度 v0=2 m/s 向 B 運(yùn)動,A 與 B 正碰后黏 合在一起,碰撞時(shí)間極短,因碰撞,導(dǎo)致連接 B、C 的細(xì)繩受擾動而突然斷開,彈簧伸 展,從而使 C 與 A、B 分離,滑塊 C 脫離彈簧后以速度 vc=2 m/s 滑上傳送帶,并從右端 滑出落至地面上的 P 點(diǎn)。已知滑塊 C 與傳送帶之間的動摩擦因數(shù) μ=0.2,重力加速度 g 取10m/s2
(1)求滑塊 C 從傳送帶右端滑出時(shí)的速度大小;
(2)求滑塊 B、C 用細(xì)繩相連時(shí)彈簧的彈性勢能 EP;
(3)只要滑塊 A 與滑塊 B 碰撞前的速度 v0 不超過某一最大值,滑塊 C 都能落至 P 點(diǎn).當(dāng) 滑塊 A 的初速度為該最大值時(shí),滑塊 C 滑上傳送帶時(shí)速度 vC 多大?滑塊 C 與傳送帶間因 摩擦產(chǎn)生的熱量 Q 多大?
(4)求第(3)問中滑塊 A 與滑塊 B 碰 撞前的速度 v0 的最大值
【答案】(1)3m/s ;(2)1J ;(3)5m/s ; 2J ;(4)7.1m/s
【解析】
(1)滑塊C在傳送帶上運(yùn)動的加速度:,所以加速到與傳送帶速度相同所需時(shí)間:,所需位移:,所以滑塊從右端滑出時(shí),速度與傳送帶速度相同為3m/s
(2)A、B碰撞過程動量守恒:,解得,之后,對A、B、C組成的系統(tǒng)水平方向合力為零,系統(tǒng)動量守恒:,根據(jù)機(jī)械能守恒:聯(lián)立解得:
(3)在題設(shè)條件下,滑塊C滑上傳送帶后一直減速運(yùn)動到傳送帶右端時(shí),速度應(yīng)當(dāng)恰好等于傳送帶的速度v,根據(jù)動能定理:,解得:;運(yùn)動時(shí)間:,產(chǎn)熱:
(3)當(dāng)時(shí),對A、B整個(gè)系統(tǒng)水平合力為零,動量守恒:,對后來AB與C的作用過程中水平合力為零,動量守恒:,機(jī)械能守恒有:,解得
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌與水平面間的夾角為θ,導(dǎo)軌電阻不計(jì),與阻值為R的定值電阻相連,勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.有一質(zhì)量為m、長為l的導(dǎo)體棒從ab位置獲得平行于斜面的、大小為v的初速度向上運(yùn)動,最遠(yuǎn)到達(dá)a′b′的位置,滑行的距離為s,導(dǎo)體棒的電阻也為R,與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為μ.則( )
A. 上滑過程中導(dǎo)體棒受到的最大安培力為
B. 上滑過程中電流做功放出的熱量為mv2-mgs(sinθ+μcosθ)
C. 上滑過程中導(dǎo)體棒克服安培力做的功為mv2
D. 上滑過程中導(dǎo)體棒損失的機(jī)械能為mv2-mgssinθ
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在同一水平面中的光滑平行導(dǎo)軌P、Q相距l=1m,導(dǎo)軌左端接有如圖所示的電路.其中水平放置的平行板電容器兩極板M、N部距離d=10mm,定值電阻R1=R2=12Ω,R3=2Ω,金屬棒ab電阻r=2Ω,其它電阻不計(jì).磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場豎直穿過導(dǎo)軌平面,當(dāng)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向右勻速運(yùn)動時(shí),懸浮于電容器兩極板之間,質(zhì)量m=1×10﹣14kg,帶電量q=﹣1×10﹣14C的微粒恰好靜止不動.取g=10m/s2,在整個(gè)運(yùn)動過程中金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好.且運(yùn)動速度保持恒定.試求:
(1)勻強(qiáng)磁場的方向;
(2)ab兩端的路端電壓;
(3)金屬棒ab運(yùn)動的速度.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)在做“描繪小燈泡的伏安特性曲線”和“測量電源電動勢和內(nèi)電阻”的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)電路如下,其中圖1中在電鍵閉合前,滑動變阻器滑動觸頭應(yīng)滑到最____端(填左或右);圖2中在電鍵閉合前,滑動變阻器滑動觸頭應(yīng)滑到最______端(填左或右)
他又用多用表測量該小燈泡電阻,正確操作后指針偏轉(zhuǎn)如圖3所示,則電阻值應(yīng)為____Ω,該同學(xué)把紅黑表筆互換了插孔,這樣________ (填“會”或 “不會”影響測量結(jié)果.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一玩具廠家設(shè)計(jì)了一款玩具,模型如下。游戲時(shí)玩家把壓縮的彈簧釋放后使得質(zhì)量m=0.2kg的小彈丸A獲得動能,彈丸A再經(jīng)過半徑R0=0.1m的光滑半圓軌道后水平進(jìn)入光滑水平平臺,與靜止的相同的小彈丸B發(fā)生碰撞,并在粘性物質(zhì)作用下合為一體。然后從平臺O點(diǎn)水平拋出,落于水平地面上設(shè)定的得分區(qū)域。已知壓縮彈簧的彈性勢能范圍為J,距離拋出點(diǎn)正下方O點(diǎn)右方0.4m處的M點(diǎn)為得分最大值處,小彈丸均看作質(zhì)點(diǎn)。
(1)要使得分最大,玩家釋放彈簧時(shí)的彈性勢能應(yīng)為多少?
(2)得分最大時(shí),小彈丸A經(jīng)過圓弧最高點(diǎn)時(shí)對圓軌道的壓力大小。
(3)若半圓軌道半徑R可調(diào)(平臺高度隨之調(diào)節(jié))彈簧的彈性勢能范圍為J,玩家要使得落地點(diǎn)離O點(diǎn)最遠(yuǎn),則半徑應(yīng)調(diào)為多少?最遠(yuǎn)距離多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】我國“飛豹”戰(zhàn)機(jī)作戰(zhàn)半徑可達(dá)1500 km,完全沖破了“第一島鏈”的“束縛”.假設(shè)一架“飛豹”戰(zhàn)機(jī)于8點(diǎn)整從“遼寧”號航母起飛,在8點(diǎn)18分正好抵達(dá)距航母680 km的指定位置,戰(zhàn)機(jī)儀表顯示此段行程正好為800 km.試求:
(1)戰(zhàn)機(jī)此段過程的平均速率和飛行100 m約需的時(shí)間分別是多少?
(2)此段過程中戰(zhàn)機(jī)的平均速度大小又是多少?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,彈簧AB原長為35cm,A端掛一個(gè)重50N的物體,手執(zhí)B端,將物體置于傾角為30°的斜面上。當(dāng)物體沿斜面勻速下滑時(shí),彈簧長度為40cm;當(dāng)物體勻速上滑時(shí),彈簧長度為50cm,(g=10m/s2,sin30=,cos30=),求:
(1)分別畫出物體下滑和上滑時(shí)的受力圖;
(2)彈簧的勁度系數(shù);
(3)物體與斜面的動摩擦因數(shù)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)裝置以控制粒子運(yùn)動。如圖1所示質(zhì)量為m、電量絕對值為q的負(fù)電荷(不計(jì)重力)從靜止開始經(jīng)電壓為U0的MN、PQ間勻強(qiáng)電場加速后進(jìn)入寬度為d的勻強(qiáng)磁場區(qū)。所有電場、磁場都有理想邊界,
(1)該同學(xué)調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度,恰能使該負(fù)電荷不能從磁場右邊界射出,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小。
(2)該同學(xué)又設(shè)計(jì)了如圖2所示的多個(gè)緊密相鄰的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場區(qū)與磁場區(qū)的寬度均為d,電場強(qiáng)度為,磁感應(yīng)強(qiáng)度依次為B1、B2、…、Bn(均未知),該負(fù)電荷從第一個(gè)磁場區(qū)水平射出進(jìn)入電場后,再從第二個(gè)磁場區(qū)穿出時(shí)速度方向與進(jìn)入第1個(gè)磁場區(qū)時(shí)速度垂直,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B1和B2的大小
(3)該同學(xué)又改變了圖2中各磁場區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,使得大小均相同,結(jié)果該負(fù)電荷從第n個(gè)磁場區(qū)射出時(shí)速度方向與剛進(jìn)入第1個(gè)磁場區(qū)時(shí)速度垂直,求此磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】保溫瓶的瓶膽為具有雙層薄壁的玻璃容器,其主要的散熱途徑有瓶膽夾層的熱傳導(dǎo)、熱輻射和瓶口處的少量氣體的逸出.考慮到制作瓶膽時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益,瓶膽夾層中有少量空氣殘留,殘留的氣體壓強(qiáng)為,但這少量的空氣殘留仍然是散熱中不可忽略的因素,因?yàn)榭諝夥肿拥臒徇\(yùn)動使得空氣分子在瓶膽內(nèi)、外壁間來回碰撞,并且因此導(dǎo)致熱交換.可以近似認(rèn)為外壁溫度與室溫℃相同,內(nèi)壁溫度與水溫相同.氣體分子的平均速率,作為近似,氣體的溫度取平均溫度.由麥克斯韋分布律可導(dǎo)出,若容器壁上開一小孔,則單位時(shí)間單位面積逸出的分子個(gè)數(shù)為,式中為氣體分子的數(shù)密度.又知瓶膽內(nèi)外壁的面積近似相等,均為,內(nèi)外壁的發(fā)射率均為,瓶膽容積.空氣摩爾質(zhì)量,水的比熱容.假設(shè)瓶塞處的氣體泄漏所攜帶的熱量只與瓶口處的密封性以及水溫有關(guān).現(xiàn)在在保溫瓶中灌滿100℃的開水,后測得水溫℃,由此估計(jì)一天以后水溫可能下降到不足60℃,因此保溫瓶的效果并不理想,于是,有人提出了一些改進(jìn)方案,其改進(jìn)方案主要包括以下三點(diǎn):
(1)提高瓶口處的密封性,使瓶口處的散熱速率降低60%.
(2)提升制造工藝,將瓶膽夾層中的空氣進(jìn)一步抽空,使氣壓降至
(3)在保持容積不變的前提下,改變瓶膽形狀,盡可能地減小瓶膽的表面積,以最大限度地減少散熱(這些改變不會改變前面描述的瓶膽夾層的那些性質(zhì))
如果現(xiàn)在真的能實(shí)現(xiàn)這一改進(jìn)方案,我們?nèi)栽诟倪M(jìn)后制作的保溫瓶中灌滿100℃的開水,問:后水溫為多少?(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
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