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鐵餅運動員奮力將質(zhì)量為m的鐵餅以初速度v0拋出,v0與水平面成α角,鐵餅到達的最大高度為h,不計空氣阻力和拋出點的高度,運動員拋鐵餅過程對鐵餅做的功可以表示為: ( )
①mv20 ②mgh ③mgh+mv20cos2α
④mgh+ mv20sin2α,以上4個表達式中正確的有 ( )
A.只有①③ B.只有①② C.只有③ D.只有①④
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下列說法中正確的是 ( )
①相互摩擦的物體系統(tǒng)中摩擦力做功的代數(shù)和不一定為零;
②一質(zhì)點受兩個力作用且處于平衡狀態(tài)(靜止或勻速),這兩個力在同一段時間內(nèi)做的功或者都為零,或者大小相等符號相反;
③在同樣的時間內(nèi),作用力和反作用力的功大小不一定相等,但正負(fù)號一定相反;
④在同樣的時間內(nèi),作用力和反作用力的功大小不一定相等,正負(fù)號也不一定相反;以上說法正確的是。
A.①② B.①③② C.②③ D.①②④
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(22分)如圖甲所示,間距為L、電阻不計的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為θ的斜面上。在MNPQ矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面向上、磁感應(yīng)強度大小為B;在CDEF矩形區(qū)域內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B1, B1隨時間t變化的規(guī)律如圖4-11乙所示,其中B1的最大值為2B。現(xiàn)將一根質(zhì)量為M、電阻為R、長為L的金屬細棒cd跨放在MNPQ區(qū)域間的兩導(dǎo)軌上,并把它按住使其靜止。在t = 0時刻,讓另一根長為L的金屬細棒ab從CD上方的導(dǎo)軌上由靜止開始下滑,同時釋放cd棒。已知CF長度為2L,兩根細棒均與導(dǎo)軌良好接觸,在ab從圖中位置運動到EF處的過程中,cd棒始終靜止不動,重力加速度為g;tx是未知量。
(1)求通過ab棒的電流,并確定CDEF矩形區(qū)域內(nèi)磁場的方向;
(2)當(dāng)ab棒進入CDEF區(qū)域后,求cd棒消耗的電功率;
(3)能求出ab棒剛下滑時離CD的距離嗎?若不能,則說明理由;若能,請列方程求解,并說明每一個方程的解題依據(jù)。
(4)根據(jù)以上信息,還可以求出哪些物理量?請說明理由(至少寫出兩個物理量及其求解過程)。
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(20分)如圖所示,直角坐標(biāo)系xoy位于豎直平面內(nèi),在 ‑m≤ x ≤0的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度大小B = 4.0×10-4T、方向垂直于紙面向里的條形勻強磁場,其左邊界與x軸交于P點;在x>0的區(qū)域內(nèi)有電場強度大小E = 4N/C、方向沿y軸正方向的條形勻強電場,其寬度d =2m。一質(zhì)量m = 6.4×10-27kg、電荷量q = -3.2×10-19C的帶電粒子從P點以速度V = 4×104m/s,沿與x軸正方向成α=60°角射入磁場,經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)最終通過x軸上的Q點(圖中未標(biāo)出),不計粒子重力。求:
⑴帶電粒子在磁場中運動時間;
⑵當(dāng)電場左邊界與y軸重合時Q點的橫坐標(biāo);
⑶若只改變上述電場強度的大小,要求帶電
粒子仍能通過Q點,討論此電場左邊界的
橫坐標(biāo)x′與電場強度的大小E′的函數(shù)關(guān)系。
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(16分)運動員駕駛摩托車做騰躍特技表演是一種刺激性很強的運動項目。如圖所示,AB是水平路面,BC是半徑為20m的圓弧,CDE是一段曲面。運動員駕駛功率始終為9kW的摩托車,先在AB段加速、經(jīng)過4.3s到B點時達到最大速度20m/s,再經(jīng)3s的時間通過坡面到達E點時關(guān)閉發(fā)動機水平飛出。已知人的質(zhì)量為60kg、摩托車的質(zhì)量為120kg,坡頂高度h=5m,落地點與E點的水平距離x=16m,重力加速度g=10m/s2。設(shè)摩托車在AB段所受的阻力恒定,運動員及摩托車可看作質(zhì)點。求:
(1)AB段的位移大;
(2)摩托車過B點時對運動員支持力的大;
(3)摩托車在沖上坡頂?shù)倪^程中克服阻力做的功。
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(12分)某物理興趣小組的同學(xué)想用如圖甲所示的電路探究一種熱敏電阻的溫度特性.
(1)請按電路原理圖將圖乙中所缺的導(dǎo)線補接完整.為了保證實驗的安全,滑動變阻器的滑動觸頭P在實驗開始前應(yīng)置于 端.(選填“a”或“b”)
(2)正確連接電路后,在保溫容器中注入適量冷水.接通電源,調(diào)節(jié)R記下電壓表和電流表的示數(shù),計算出該溫度下的電阻值,將它與此時的水溫一起記入表中.改變水的溫度,測量出不同溫度下的電阻值.該組同學(xué)的測量數(shù)據(jù)如下表所示,請你在圖丙的坐標(biāo)紙中畫出該熱敏電阻的R—t關(guān)系圖.對比實驗結(jié)果與理論曲線(圖中已畫出)可以看出二者有一定的差異.除了讀數(shù)等偶然誤差外,你認(rèn)為還可能是由什么原因造成的?
.
(3)已知電阻的散熱功率可表示為,其中k是比例系數(shù),t是電阻的溫度,t0
是周圍環(huán)境溫度.現(xiàn)將本實驗所用的熱敏電阻接到一個恒流源中,使流過它的電流恒為40mA,℃,/℃。由理論曲線可知:
①該電阻的溫度大約穩(wěn)定在 ℃;
②此時電阻的發(fā)熱功率為 W。
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(8分)某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律。頻閃儀每隔0.05s閃光一次,圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實際距離,該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2,小球質(zhì)量m=0.2kg,計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字):
時刻 | t2 | t3 | t4 | t5 |
速度(m/s) | 4.99 | 4.48 | 3.98 |
⑴由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t5時刻小球的速度V5= m/s;
⑵從t2到t5時間內(nèi),重力勢能增量Ep = J,動能減少量
Ek= J;
⑶在誤差允許的范圍內(nèi),若Ep與Ek近似相等,從而驗證了機械能守恒
定律。由上述計算得Ep Ek (選填“>”、“<”或“=”),造成這種結(jié)果的主要原因是 。
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