【題目】如圖甲所示的陀螺可在圓軌道的外側(cè)旋轉(zhuǎn)而不脫落,好像軌道對(duì)它施加了魔法一樣,被稱(chēng)為“魔力陀螺”,該玩具深受孩子們的喜愛(ài)。其物理原理可等效為如圖乙所示的模型:半徑為R的磁性圓軌道豎直固定,質(zhì)量為m的小球(視為質(zhì)點(diǎn))在軌道外側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng),A、B兩點(diǎn)分別為軌道上的最高、最低點(diǎn)。鐵球受軌道的磁性引力始終指向圓心且大小不變,不計(jì)摩擦和空氣阻力,重力加速度為g。則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 鐵球可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
B. 鐵球繞軌道轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能不守恒
C. 鐵球在A點(diǎn)的速度必須大于
D. 從A點(diǎn)由靜止?jié)L到B點(diǎn)過(guò)程中,要使鐵球不脫軌,軌道對(duì)鐵球的磁性引力至少為5mg
【答案】D
【解析】小鐵球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到重力、軌道的支持力和磁力的作用,其中鐵球受軌道的磁性引力始終指向圓心且大小不變,支持力的方向過(guò)圓心,它們都始終與運(yùn)動(dòng)的方向垂直,所以磁力和支持力都不能對(duì)小鐵球做功,只有重力會(huì)對(duì)小鐵球做功,所以小鐵球的機(jī)械能守恒,在最高點(diǎn)的速度最小,在最低點(diǎn)的速度最大.小鐵球不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng).故AB錯(cuò)誤;小鐵球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到重力、軌道的支持力和磁力的作用,在最高點(diǎn)軌道對(duì)小鐵球的支持力的方向可以向上,小鐵球的速度只要大于0即可通過(guò)最高點(diǎn).故C錯(cuò)誤;由于小鐵球在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒,所以小鐵球在最高點(diǎn)的速度越小,則機(jī)械能越小,在最低點(diǎn)的速度也越小,根據(jù):Fn=可知小鐵球在最低點(diǎn)時(shí)需要的向心力越。谧畹忘c(diǎn)小鐵球受到的重力的方向向下,支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上.要使鐵球不脫軌,軌道對(duì)鐵球的支持力一定要大于0.所以鐵球不脫軌的條件是:小鐵球在最高點(diǎn)的速度恰好為0,而且到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)鐵球的支持力恰好等于0.根據(jù)機(jī)械能守恒定律,小鐵球在最高點(diǎn)的速度恰好為0,到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度滿足:mg2R=mv2;軌道對(duì)鐵球的支持力恰好等于0,則磁力與重力的合力提供向心力,即:Fmg=,聯(lián)立得:F=5mg,可知,要使鐵球不脫軌,軌道對(duì)鐵球的磁性引力至少為5mg.故D正確.故選D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,水平轉(zhuǎn)臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊,用長(zhǎng)為L的輕細(xì)繩將物塊連接在通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)中心的轉(zhuǎn)軸上,細(xì)繩與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角為θ,系統(tǒng)靜止時(shí)細(xì)繩繃直但張力為零.物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ(μ<tanθ),設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.當(dāng)物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開(kāi)始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)且未離開(kāi)轉(zhuǎn)臺(tái)的過(guò)程中
A. 物塊受轉(zhuǎn)臺(tái)的靜摩擦力方向始終指向轉(zhuǎn)軸
B. 至繩中出現(xiàn)拉力時(shí),轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊做的功為
C. 物塊能在轉(zhuǎn)臺(tái)上隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度為
D. 細(xì)繩對(duì)物塊拉力的瞬時(shí)功率始終為零
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】2016 年 10 月 19 日 3 時(shí) 31 分,神舟十一號(hào)載人飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室 成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。若對(duì)接前神舟十一號(hào)和天宮二號(hào)分別在圖示軌道上繞地 球同向(天宮二號(hào)在前)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則
A. 神舟十一號(hào)的線速度小于天宮二號(hào)的線速度
B. 神舟十一號(hào)的周期大于天宮二號(hào)的周期
C. 神舟十一號(hào)的角速度小于天宮二號(hào)的角速度
D. 神舟十一號(hào)可在軌道上加速后實(shí)現(xiàn)與天宮二號(hào)的對(duì)接
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球,經(jīng)過(guò)時(shí)間t小球落回原處;若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球,需經(jīng)過(guò)時(shí)間5t小球落回原地。(取地球表面重力加速度g地=10 m/s2,阻力不計(jì))
(1)求該星球表面附近的重力加速度g′。
(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星∶R地=1∶4,求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星∶M地。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距 L=1m,導(dǎo)軌平 面與水平面的夾角θ=37°,下端連接阻值 R=1Ω的電阻;質(zhì)量 m=1kg、阻值 r
=1Ω的勻質(zhì)金屬棒 cd 放在兩導(dǎo)軌上,到導(dǎo)軌最下端的距離 L1=1m,棒與導(dǎo)軌 垂直并保持良好接觸,與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.9。整個(gè)裝置處于與導(dǎo)軌平面 垂直(向上為正)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。認(rèn) 為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,已知在 0~1.0s 內(nèi),金屬棒 cd 保持靜止,取 sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。
(1)求 0~1.0s 內(nèi)通過(guò)金屬棒 cd 的電荷量;
(2)求 t=1.1s 時(shí)刻,金屬棒 cd 所受摩擦力的大小和方向;
(3)1.2s 后,對(duì)金屬棒 cd 施加一沿斜面向上的拉力 F,使金屬棒 cd 沿斜面向上 做加速度大小的勻加速運(yùn)動(dòng),請(qǐng)寫(xiě)出拉力 F 隨時(shí)間 t′(從施加 F 時(shí)開(kāi) 始計(jì)時(shí))變化的關(guān)系式。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,等腰直角三角體OCD由粗糙程度不同的材料A、B拼接而成,P為兩材料在CD邊上的交點(diǎn),且DP>CP.現(xiàn)OD邊水平放置,讓小物塊無(wú)初速?gòu)?/span>C滑到D,然后將OC邊水平放置,再讓小物塊無(wú)初速?gòu)?/span>D滑到C,小物塊兩次滑動(dòng)到達(dá)P點(diǎn)的時(shí)間相同.下列說(shuō)法正確的是( 。
A. 第二次滑到P點(diǎn)速率大
B. 兩次滑動(dòng)中物塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度大小相等
C. 兩次滑動(dòng)中物塊到達(dá)底端時(shí)的速度大小相等
D. 第一次滑到P點(diǎn)速率大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一根不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端分別系著小球A和物塊B,跨過(guò)固定于斜面體頂端的小滑輪O,傾角為30°的斜面體置于水平地面上.A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為3m.開(kāi)始時(shí),用手托住A,使OA段繩恰處于水平伸直狀態(tài)(繩中無(wú)拉力),OB繩平行于斜面,此時(shí)B靜止不動(dòng).將A由靜止釋放,在其下擺過(guò)程中,斜面體始終保持靜止,下列判斷中錯(cuò)誤的是( )
A. 物塊B受到的摩擦力先減小后增大
B. 地面對(duì)斜面體的摩擦力方向一直向右
C. 小球A所受重力的功率先增大后減小
D. 小球A的機(jī)械能先增大后減小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉在汽缸內(nèi),如圖所示水平放置.活塞的質(zhì)量m=20 kg,橫截面積S=100 cm2,活塞可沿汽缸壁無(wú)摩擦滑動(dòng)但不漏氣,開(kāi)始時(shí)汽缸水平放置,活塞與汽缸底的距離L1=12 cm,離汽缸口的距離L2=3 cm.外界氣溫為27 ℃,大氣壓強(qiáng)為1.0×105 Pa,將汽缸緩慢地轉(zhuǎn)到開(kāi)口向上的豎直位置,待穩(wěn)定后對(duì)缸內(nèi)氣體逐漸加熱,使活塞上表面剛好與汽缸口相平,取g=10 m/s2,求:
(1)此時(shí)氣體的溫度為多少?
(2)在對(duì)缸內(nèi)氣體加熱的過(guò)程中,氣體膨脹對(duì)外做功,同時(shí)吸收Q=370 J的熱量,則氣體增加的內(nèi)能ΔU多大?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,物體A放置在物體B上,B與一輕彈簧相連,它們一起在光滑水平面上以O點(diǎn)為平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),所能到達(dá)相對(duì)于O點(diǎn)的最大位移處分別為P點(diǎn)和Q點(diǎn),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A、B之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,系統(tǒng)的振動(dòng)周期為T,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。下列說(shuō)法中正確的是
A. 物體B從P向O運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能逐漸變小
B. 物體B處于PO之間某位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),經(jīng)T/2時(shí)間,物體B一定運(yùn)動(dòng)到OQ之間
C. 物體B的速度為v時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),每經(jīng)過(guò)T時(shí)間,物體B的速度仍為v
D. 當(dāng)物體B相對(duì)平衡位置的位移為x時(shí),A、B間摩擦力的大小等于kx
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