题目内容

【题目】如图所示，光滑的轻质定滑轮上绕有轻质细线，线的一端系一质量为4m的重物，另一端系一质量为m的金属杆。在竖直平面内有足够长且电阻不计的平行金属导轨PQ、EF，其间距为L。在Q、F之间连接阻值为R的电阻，金属杆接入电路部分的电阻为R，其余电阻不计。一匀强磁场与导轨平面垂直，磁感应强度为B0，开始时金属杆置于导轨下端QF处，将重物由静止释放，当重物下降一段距离时恰好达到稳定速度而后匀速下降。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦，重力加速度为g。求：

（1）重物匀速下降时金属杆受到的安培力F的大小；

（2）重物匀速下降时速度v的大小。

【答案】(1) F＝3mg (2) v＝

【解析】

(1) 对重物：T＝4mg

对金属杆：T＝mg＋F

解得：F＝3mg

(2)对金属杆：E＝B0Lv

F＝B0IL

对闭合电路：I＝

。

练习册系列答案
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【题目】如图所示是某游戏轨道示意图，轨道由与水平面夹角为37°的倾斜粗糙足够长直轨道AB和光滑圆弧轨道BCD组成，两轨道在B点相切，O为圆弧轨道的圆心，C点为圆弧轨道的最低点。游戏时，操作者将滑块（可视为质点）由轨道左侧某位置E水平抛出，使滑块无碰撞的沿D点圆弧切线方向进入圆弧轨道后，再由B点冲上AB，上升高度较高者获胜。已知圆弧轨道半径R=0.5 m，OD、OB与OC的夹角分别为53°和37°，滑块质量m=0.5 kg，滑块和AB轨道间的动摩擦因数μ=0.5，位置E与D点的高度差h=0.8m，忽略空气阻力，不计B、D点的能量损失。重力加速度g取10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。求：

(1)滑块到达D点的速度大小

(2)滑块经过C点时对圆弧轨道的压力

(3)滑块由B点冲上直轨道AB后能到达的最高位置A点与B点的高度

【题目】随着力传感器的测量精度的提高，不用“扭秤”而进行实验研究点电荷间的相互作用力（库仑力）成为可能. 如图所示是某科技实验小组设计的研究库仑力的装置，在抽成真空的玻璃容器A内，M、N为完全相同的金属小球（带电后可视为点电荷），用绝缘支柱固定带电小球M，用可调丝线悬挂原来不带电的小球N，调控小球N的位置，通过等距离的背景刻度线0、1、2、3、4可准确确定小球M、N间的距离，相邻刻度线间距离均为d，通过固定在容器顶部并与丝线上端相连的高灵敏度拉力传感器B可以显示丝线上的拉力，控制放电杆可以让带电小球完全放电. 实验小组完成了以下操作：

①在球N不带电时读出传感器示数F0；

②让球N与球M接触后，调整球N到位置1，读出并记录传感器示数F1；

③继续调整球N分别到位置2、3、4，依次读出并记录传感器示数F2、F3、F4；

④用放电杆使球N完全放电，再让球N与球M接触后，放回到位置1，读出并记录传感器示数F5；

⑤重复④的操作，依次读出并记录传感器示数F6、F7.

(1)对于上述操作，下列判断正确的是__________.

A. 根据②的操作，可求出小球N在不同情况下所受的库仑力

B. 根据①②③的操作，可研究库仑力跟点电荷距离间的关系

C. 根据②④⑤的操作，可研究库仑力跟小球带电荷量间的关系

D. 要测定静电力常量k，还须准确测出小球M的带电荷量

(2)小球N第一次与小球M接触后调整球N到位置1，此时小球M、N间的库仑力大小为___________.

(3)实验中使用两个完全相同的金属小球，其作用是__________________________________.

【题目】某同学利用单摆测量重力加速度。

（1） 他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最顶端的长度 ，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图甲所示，则摆球直径d=__________cm；

（2） 实验时，他利用如图乙所示装置记录振动周期，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，光敏电阻与某自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的振动周期为T=______________s；

（3）根据以上测量数据可得重力加速度g=__________m/s2(结果保留三位有效数字），如果该同学测得的g值偏小，可能的原因是__________(填正确答案标号)。

A.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了

B.计算摆长时用的是

C.摆球摆动的振幅偏小

【题目】某同学用图1所示的装置研究两个小球在斜槽末端发生碰撞的情况，并用它来验证碰撞中的动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC为水平槽。

（1）实验中通过仅测量小球做平抛运动的______（选填“水平位移”或“竖直位移”），可间接得到小球碰撞前后的速度关系.

（2）检验水平槽BC是否调平的方法是：_______.

（3）实验装置中的重锤线起什么作用？__________.

（4）实验时先使入射球m1从斜槽上某一固定位置S多次由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，从而确定P点的位置，再把被碰球m2放在水平槽末端，让球m1仍从位置S多次由静止开始滚下，跟球m2碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，从而确定M、N点的位置。

a. 为提高实验的精度，减小误差，要求m1__________m2。（选填“>”“<”“＝”）

b. 其中确定P点位置的多次落点痕迹如图2所示，刻度尺的零点与O点对齐，则OP＝_________cm。

（5）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，M、N距O点的距离如图3所示，请通过计算说明本次实验中两小球碰撞前后的动量是否守恒__________.

（6）牛顿曾设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，如图，同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因_____________。

【题目】三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2m且与水平方向的夹角均为。现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5。下列说法正确的是（　　）

A. 物块A先到达传送带底端

B. 物块A、B同时到达传送带底端

C. 物块A、B到达底端时的速率相同

D. 物块A、B在传送带上的划痕一样长

【题目】相同的三块木块并排固定在水平面上，一颗子弹以速度水平射入，若子弹在木块中做匀减速直线运动，且穿过第三块木块后速度恰好为零，则子弹依次射入每块木块时的速度之比和穿过每块木块所用时间之比为（ ）

A.

B.

C.

D.

【题目】甲、乙两物体从同一点开始沿一直线运动，甲的x—t和乙的v—t图像如图所示，下列说法正确的是

A. 甲在3秒末回到出发点，甲运动过程中，距出发点的最大距离均为6m

B. 0到6秒内，甲、乙两物体位移都为零

C. 第3秒内甲、乙两物体速度方向相同

D. 第2秒末到第4秒末甲的位移大小为8m，乙的位移大小为4m

【题目】如图，开口朝下的圆筒形气缸竖直悬挂，处于静止状态，气缸内用横截面积为S的薄活塞封闭着温度为27℃的某种理想气体，活塞可在气缸内上下无摩擦滑动。通过电热丝可以对气体缓慢加热，使活塞缓慢向下移动。当气体温度升高至87℃时，活塞刚好移到气缸口。已知大气压强为p0，气缸容积为V0，重力加速度为g。

（ⅰ）求27℃时气缸内气体体积；

（ⅱ）如果不加热气体，而在活塞下悬挂一个沙盘，缓慢（等温）地往沙盘里添加沙，当沙与沙盘总质量与活塞质量相等时，活塞也刚好移到气缸口，判断此过程中气体吸热还是放热？并求出活塞的质量。

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