题目内容

11.如图所示,两个小球固定在一根长为r的杆的两端,绕杆上的O点做圆周运动.当小球A的速度为vA时,小球B的速度为2vA,则轴心O到小球A的距离是(  )
A.$\frac{r}{2}$B.$\frac{r}{3}$C.$\frac{2r}{3}$D.$\frac{r}{4}$

分析 本题主要考察了物体做圆周运动时线速度、角速度、半径等物理量之间的关系,在本题中注意两球做圆周运动时角速度相等这一隐含条件.

解答 解:设球A的半径为rA,球B的半径为rB,则有rA+rB=r,
vA+vB=ωrA+ωrB=ωr   ①
vA=ωrA                ②
${r}_{A}=\frac{r}{3}$,由此可知选项ACD错误,B正确.
故选:B.

点评 本题通过噶“杆”模型考察了线速度、角速度、半径等物理量之间的关系,题意新颖,有思维含量

练习册系列答案
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2.1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时,发现了一种新的电磁效应:将导体置于磁场中,并沿垂直磁场方向通入电流,则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差,这种现象后来被称为霍尔效应,这个横向的电势差称为霍尔电势差.
(1)如图甲所示,某长方体导体abcd-a′b′c′d′的高度为h、宽度为l,其中的载流子为自由电子,其电荷量为e,处在与abb′a′面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B0.在导体中通有垂直于bcc′b′面的恒定电流,若测得通过导体的恒定电流为I,横向霍尔电势差为UH,求此导体中单位体积内自由电子的个数$\frac{{B}_{0}I}{e{U}_{H}l}$.
(2)对于某种确定的导体材料,其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值,人们将H=$\frac{1}{nq}$定义为该导体材料的霍尔系数.利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头,有些探头的体积很小,其正对横截面(相当于图甲中的abb′a′面)的面积可以在0.1cm2以下,因此可以用来较精确地测量空间某一位置的磁感应强度.如图乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器,其中探头装在探杆的前端,且使探头的正对横截面与探杆垂直.这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I,又可以监测探头所产生的霍尔电势差UH,并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小,且显示在仪器的显示窗内.
①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中,对控杆的放置方位有何要求;应调整探杆的放置位置(或调整探头的方位),使霍尔电势差达到最大(或使探杆与磁场方向平行;使探头的正对横截面与磁场方向垂直;abb′a′面与磁场方向垂直)
②要计算出所测位置磁场的磁感应强度,除了要知道H、I、UH外,还需要知道哪个物理量,并用字母表示.推导出用上述这些物理表示所测位置磁感应强度大小的表达式.B=$\frac{{U}_{H}l}{HI}$,还需要知道探头沿磁场方向的宽度l.
20.汽车是常见的交通工具,随着人们生活水平的提高,汽车也走进了普通百姓的家庭.它应用了物理很多方面的知识与技术.
(1)请你运用所学的物理知识把表格中内容填写完整.
汽车上的装置水箱里面用
水做冷却剂
前方的挡风
玻璃是倾斜的
前排乘客必须
系戴安全带
汽车的方向盘
涉及的物理知识水的比热容大平面镜成像原理惯性轮轴(简单机械)
(2)近几年环保低碳风劲吹,混合动力汽车已成为车展上的“常客”.混合动力汽车启动时,内燃机并不工作,动力电池通过驱动电机向车轮输送能量;当高速行驶或动力电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,也可以同时给动力电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机和动力电池还可以同时给动力电池充电;当车辆需要全力加速时,内燃机和动力电池还可以同时向车轮输送能量.
①该混合动力汽车启动时,若驱动电机两端的电压为250V,通过的电流为80A,则驱动电机的电功率为多大?
②该混合动力汽车所用的磷酸铁锂动力电池可储存的最大电能为2.88×107J,若充电电压为320V,充电电流为50A,则对动力电池充电的时间最长为多少?(充电时无能量损耗)
③该混合动力汽车在平直公路上以72km/h 匀速行驶10min后,其内燃机消耗了汽油1.2kg,假设汽油完全燃烧所释放能量的一半转化为牵引力做功和给动力电池充电,其中动力电池储存的电能增加了7.2×106J,试求汽车受到的阻力是多大?
(汽油的热值q=4.6×107J/kg,且Q=qm)

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