1、如图所示,水平面上固定有高ac=h、倾角为30°的直角三角形光滑斜面,有一长为2h、质量为m的均匀细绳一端拴有质量为m且可看作质点的小球,另一端在外力f作用下通过斜面顶端的光滑小定滑轮从a点开始沿斜面缓慢运动到b点,不计一切摩擦以及绳绷紧时的能量损失,则该过程中( )
a.绳子的重力做功为0 b.绳的重力势能增加了mgh
c.绳的机械能增加了mgh d.小球对绳的拉力做功mgh
2、如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为l,两导轨间连有一电阻r,导轨平面与水平面的夹角为θ,在两虚线间的导轨上涂有薄绝缘涂层且无磁场作用.匀强磁场的磁感应强度大小为b,方向与导轨平面垂直.质量为m的导体棒从h高度处由静止释放,在刚要滑到涂层处时恰好匀速运动.导体棒始终与导轨垂直且仅与涂层间有摩擦,动摩擦因数μ=tanθ,其他部分的电阻不计,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
a.导体棒到达涂层前做加速度减小的加速运动。
b.在涂层区导体棒做减速运动。
c.导体棒到达底端的速度为。
d.整个运动过程中产生的焦耳热为mgh﹣
3、如图所示的竖直平面内,水平条形区域i和ⅱ内有方向垂直竖直面向里的匀强磁场,其宽度均为d,i和ⅱ之间有一宽度为h的无磁场区域,h>d.一质量为m、边长为d的正方形线框由距区域i上边界某一高度处静止释放,在穿过两磁场区域的过程中,通过线框的电流及其变化情况相同.重力加速度为g,空气阻力忽略不计.则下列说法正确的是( )
a.线框进入区域ⅰ时与离开区域ⅰ时的电流方向相同。
b.线框进入区域ⅱ时与离开区域ⅱ时所受安培力的方向相同。
c.线框有可能匀速通过磁场区域ⅰ
d.线框通过区域ⅰ和区域ⅱ产生的总热量为q=2mg(d+h)
4、如图所示,在水平面上有两条光滑的长直平行金属导轨mn、pq,电阻忽略不计,导轨间距离为l,磁感应强度为b的匀强磁场垂直于导轨所在平面.质量均为m的两根金属a、b放置在导轨上,a、b接入电路的电阻均为r.轻质弹簧的左端与b杆连接,右端固定.开始时a杆以初速度v0向静止的b杆运动,当a杆向右的速度为v时,b杆向右的速度达到最大值vm,此过程中a杆产生的焦耳热为q,两杆始终垂直于导轨并与导轨接触良好,则b杆达到最大速度时( )
a.b杆受到弹簧的弹力为。
b.a杆受到的安培力为。
c.a、b杆与弹簧组成的系统机械能减少量为q
d.弹簧具有的弹性势能为mv02﹣mv2﹣mvm2﹣2q
5、如图所示,电阻不计的金属导轨pq、mn水平平行放置,间距为l,导轨的p、m端接到匝数比为n1:n2=1:2的理想变压器的原线圈两端,变压器的副线圈接有阻值为r的电阻.在两导轨间x≥0区域有垂直导轨平面的磁场,磁场的磁感应强度b=b0sin2kπx,一阻值不计的导体棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好.开始时导体棒处于x=0处,从t=0时刻起,导体棒ab在沿x正方向的力f作用下做速度为v的匀速运动,则( )
a.导体棒ab中产生的交变电流的频率为kv
b.交流电压表的示数为2b0lv
c.交流电流表的示数为。
d.在t时间内力f做的功为。
6、如图所示,三根绝缘轻杆构成一个等边三角形,三个顶点分别固定a、b、c三个带正电的小球.小球质量分别为m、2m、3m,所带电荷量分别为q、2q、3q.cb边处于水平面上,abc处于竖直面内,整个装置处于方向与cb边平行向右的匀强磁场中.现让该装置绕过中心o并与三角形平面垂直的轴顺时针转过120°角,则a、b、c三个球所构成的系统的( )
a.电势能不变 b.电势能减小 c.重力势能减小 d.重力势能增大。
7、如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的a点与定滑轮等高,杆上的b点在a点下方距离为d处.现将环从a处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( )
a.环到达b处时,重物上升的高度。
b.环到达b处时,环与重物的速度大小相等。
c.环从a处释放时,环的加速度为g
d.环从a到b,环减少的机械能等于重物增加的机械能。
8、如图所示,一轻质弹簧的下端,固定在水平面上,上端叠放着两个质量均为m的物体a、b(物体b与弹簧栓接),弹簧的劲度系数为k,初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力f作用在物体a上,使物体a开始向上做加速度为a的匀加速运动,测得两个物体的v﹣t图象如图乙所示(重力加速度为g),则( )
a.施加外力的瞬间,a、b间的弹力大小为m(g﹣a)
b.a、b在t1时刻分离,此时弹簧弹力大小恰好为零。
c.弹簧恢复到原长时,物体b的速度达到最大值。
d.b与弹簧组成的系统的机械能先逐渐增加,后保持不变。
9、如图所示,物体a经一轻质弹簧与下方地面上物体b相连,弹簧的劲度系数为k,a、b质量均为m且都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体a,另一端连一轻挂钩.开始时各段绳都处于伸直状态,a上方的一段绳沿竖直方向,现在挂钩上挂一质量为m的物体c并从静止状态释放,已知它恰好能使b离开地面但不继续上升.若将物体c换成另一个质量为2m的物体d,仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次物体b刚离地时,物体a的( )
a.加速度为零 b.加速度为g
c.动能为 d.动能为。
10、如图所示,在光滑的水平地面上有一个表面光滑的物块p,它的质量为m,一长为l的轻杆下端用光滑铰链连接于o点,o点固定于地面上,轻杆的上端连接着一个可视为质点的小球q,它的质量为m,且m=5m.开始时,小球斜靠在物块左侧,它距地面的高度为h,物块右侧受到水平向左推力f的作用,整个装置处于静止状态.若现在撤去水平推力f,则下列说法中正确的是( )
a.物块先做匀加速运动,后做匀速运动。
b.在小球和物块分离前,当轻杆与水平面的夹角为θ时,小球的速度大小。
c.小球与物块分离时,小球一定只受重力作用。
d.在小球落地之前,小球的机械能一直减少。
11、如图甲所示,足够长的光滑平行金属导轨mn、pq竖直放置,其宽度l=lm,一匀强磁场垂直穿过导轨平面,导轨的上端m与p之间连接阻值为r=0.40ω的电阻,质量为m=0.01kg、电阻为r=0.
30ω的金属棒ab紧贴在导轨上.现使金属棒ab由静止开始下滑,下滑过程中ab始终保持水平,且与导轨接触良好,其下滑距离x与时间t的关系如图乙所示,图象中的oa段为曲线,ab段为直线,导轨电阻不计,g=10m/s2(忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响)则。
a.金属棒两端a、b的电势。
b.金属棒的最大速度为7m/s
c.磁感应强度b的大小为0.2t
d.在金属棒ab开始运动的1.5s内,电阻r上产生的热量为。
12、如图所示,电阻不计的平行的金属导轨间距为l,下端通过一阻值为r的电阻相连,宽度为x0的匀强磁场垂直导轨平面向上,磁感强度为b.一电阻不计,质量为m的金属棒获得沿导轨向上的初速度后穿过磁场,离开磁场后继续上升一段距离后返回,并匀速进入磁场,金属棒与导轨间的滑动摩擦系数为μ,不计空气阻力,且整个运动过程中金属棒始终与导轨垂直.
1)金属棒向上穿越磁场过程中通过r的电量q;
2)金属棒下滑进入磁场时的速度v2;
3)金属棒向上离开磁场时的速度v1;
4)若金属棒运动过程中的空气阻力不能忽略,且空气阻力与金属棒的速度的关系式为f=kv,其中k为一常数.在金属棒向上穿越磁场过程中克服空气阻力做功w,求这一过程中金属棒损耗的机械能△e.
13、如图所示的滑轮,它可以绕垂直于纸面的光滑固定水平轴o转动,轮上绕有轻质柔软细线,线的一端系一质量为3m的重物,另一端系一质量为m,电阻为r的金属杆.在竖直平面内有间距为l的足够长的平行金属导轨pq、ef,在qf之间连接有阻值为r的电阻,其余电阻不计,磁感应强度为bo的匀强磁场与导轨平面垂直,开始时金属杆置于导轨下端qf处,将重物由静止释放,当重物下降h时恰好达到稳定速度而匀速下降.运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好,忽略所有摩擦,求:
1)重物匀速下降的速度v;
2)重物从释放到下降h的过程中,电阻r中产生的焦耳热qr;
3)若将重物下降h时的时刻记作t=0,从此时刻起,磁感应强度逐渐减小,若此后金属杆中恰好不产生感应电流,则磁感应强度b怎样随时间t变化(写出b与t的关系式).
14、如图所示,足够长的光滑平行金属导轨cd和ef水平放置,在其左端连接倾角为θ=37°的光滑金属导轨ge、hc,导轨间距均为l=1m,在水平导轨和倾斜导轨上,各放一根与导轨垂直的金属杆,金属杆与导轨接触良好、金属杆a、b质量均为m=0.1kg、电阻ra=2ω,rb=3ω,其余电阻不计,在水平导轨和倾斜导轨区域分别有竖直向上和竖直向下的匀强磁场b1,b2,且b1=b2=0.5t.已知从t=0时刻起,杆a在外力f1作用下由静止开始水平向右运动,杆b在水平向右的外力f2作用下始终保持静止状态,且f2=0.
75+0.2t(n).(sin37°=0.6,cos37°=0.
8,g取10m/s2)
1)通过计算判断杆a的运动情况;
2)从t=0时刻起,求1s内通过杆b的电荷量;
3)已知t=0时刻起,2s内作用在杆a上的外力f1做功为5.33j,则这段时间内杆b上产生的热量为多少?
15、如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨mn、pq固定在倾角θ=30°的倾斜平面内,两导轨间的距离l=1m,导轨两端分别连接两定值电阻r1=6ω,r2=3ω,导轨上垂直放一质量为m=1kg的金属杆,杆在导轨间部分的电阻r=2ω,导轨的电阻不计,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向下.现用一拉力f沿导轨向上拉金属杆,使金属杆以一定的初速度开始向上运动,杆与导轨始终接触良好。图乙所示为通过r1中电流的平方i12随时间t的变化关系图象,已知5s末金属杆的速度为3m/s,求:
1)匀强磁场磁感应强度的大小。
2)1.4s时刻金属杆所受安培力的大小和方向;
3)0-5s内拉力f和金属杆重力沿导轨分力的合力所做的功.
16、如图,两个倾角均为θ=37°.的绝缘斜面,顶端相同,斜面上分别固定着一个光滑的不计电阻的u型导轨,导轨宽度都是l=1.0m,底边分别与开关s1、s2连接,导轨上分别放置一根和底边平行的金属棒a和b,a的电阻r1=10.0ω、质量m1=2.
0kg,b的电阻r2=8.0ω、质量m2=l.0kg.u,型导轨所在空间分别存在着垂直斜面向上的匀强磁场,大小分别为b1=1.
0t,b2=2.0t,轻细绝缘线绕过斜面顶端很小的光滑定滑轮连接两金属棒的中点,细线与斜面平行,两导轨足够长,sin37°=0.6,cos37°=0.
8,g=10.0m/s2.开始时,开关s1、s2都断开,轻细绝缘线绷紧,金属棒a和b在外力作用下处于静止状态.求:
1)撤去外力,两金属棒的加速度多大?
2)同时闭合开关s1、s2,当金属棒a和b通过的距离s=40m时,速度达到最大,求在这个过程中,两金属棒产生的焦耳热之和是多少?
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