真空室内,一对原来不带电的相同金属极板P、Q水平正对固定放置,间距为d.在两极板外部右侧有一个半径也为d的圆形区域,其圆心O处于两极板的中心线上,区域内部充满方向垂直于纸面向内的匀强磁场一束等离子体(含有大量带电量为+q或-q的带电微粒, 正、负电荷的总数相同)从两极板之间水平向右持续射入,射入时的速度大小都为v0,如图所示.不计微粒的重力作用.
(1)若两极板之间的区域充满磁感应强度为B的匀强磁场(方向垂直于纸面向内).求极板P、Q间最后稳定的电压U并指出两板电势的高低.
(2)若两极板之间没有磁场,则微粒保持匀速向右运动直到射人圆形区.现只研究从最下方(图中b点)射人的带正电微粒,结果发现该微粒运动过程恰好经过圆心O.已知微粒的质量为m,求圆形区域内磁场的磁感应强度B0和该微粒在圆形区域内运 动的时间.(不计微粒间的相互作用.)
《中国制造 2025 》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直,则( )
A. 若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大
B .小球受到的摩擦力与重力大小相等
C .机械手臂受到的摩擦力方向竖直向下
D .若铁夹水平移动,小球受到的摩擦力变大
地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动,所受的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球同步卫星所受的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3;地球表面重力加速度为g,第一宇宙速度为v.若三者质量相等,则( )
A.F1=F2>F3 B.a1=a2=g>a3 C.v1=v2=v>v3 D.ω1=ω3<ω2
近年许多电视台推出户外有奖冲关的游戏节目,如图(俯视图)是某台设计的冲关活动中的一个环节.要求挑战者从平台上跳到以O为转轴的快速旋转的水平转盘上,而不落入水中.已知平台到转盘盘面的竖直高度为1.25m,平台边缘到转盘边缘的水平距离和转盘半径均为2m,转盘以12.5r/min的转速匀速转动.转盘边缘间隔均匀地固定有6个相同障碍桩,障碍桩及桩和桩之间的间隔对应的圆心角均相等.若某挑战者在如图所示时刻从平台边缘以水平速度沿AO方向跳离平台,把人视为质点,不计桩的厚度,g取10m/s2,则能穿过间隙跳上转盘的最小起跳速度为( )
A.4m/s B.5m/s C.6m/s D. 7m/s
如图(甲)所示,水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置,间距为L,导轨一端通过导线与阻值为R的电阻连接,导轨上放一质量为m的金属杆.金属杆与导轨的电阻忽略不计,匀强磁场的方向竖直向下.现用与导轨平行的恒定拉力F作用在金属杆上,金属杆最终将做匀速运动.当改变拉力的F大小时,金属杆相对应的匀速运动速度v也会变化,v和F的关系如图(乙)所示.(取g=10m/s2)
(1)金属杆在匀速运动之前做什么运动?
(2)若m=0.5kg,L=0.5m,R=0.5Ω,磁感应强度B为多大?
一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球振动的固有频率为2 Hz,现在长绳两端分别有一振源P、Q同时开始以相同振幅A上下振动了一段时间,某时刻两个振源在长绳上形成波形如图所示,两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置,观察到小球先后出现了两次振动,小球第一次振动时起振方向向上,且振动并不显著,而小球第二次发生了共振现象,则( )
A.由P振源产生的波先到达弹簧处
B.两列波可能形成干涉
C.由Q振源产生的波的波速较接近4 m/s
D.绳上会出现振动位移大小为2A的点
卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析,提出( )
A.原子的核式结构模型 B.原子核内有中子存在
C.电子是原子的组成部分 D.原子核是由质子和中子组成的
如图所示,质量为、半径为R、内壁光滑的半球形容器静止放在粗糙水平地面上,O为球心,有一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在半球底部O′处,另一端与质量为
的小球相连,小球静止于P点,已知地面与半球形容器间的动摩擦因数为μ,OP与水平方向的夹角为θ=30°,下列说法正确的是( )
A.小球受到轻弹簧的弹力大小为 B.小球受到容器的支持力大小为
C.小球受到容器的支持力大小为 D.半球形容器受到地面的摩擦力大小为
如图所示,真空中有以(r,0)为圆心,半径为 r 的圆形匀强磁场区域,磁场的磁感应强度大小为 B ,方向垂直于纸面向里,在 y = r 的虚线上方足够大的范围内,有水平向左的匀强电场,电场强度的大小为 E ,现在有一质子从 O 点沿与 x 轴正方向斜向下成 30o 方向(如图中所示)射入磁场,经过一段时间后由M点(图中没有标出)穿过y轴。已知质子在磁场中做匀速圆周运动的半径为 r ,质子的电荷量为 e ,质量为 m ,不计重力 、阻力。
求:(1) 质子运动的初速度大小
(2)M点的坐标
(3)质子由O点运动到M点所用时间
为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图所示的装置进行实验.
实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面.将木块A拉到P点,待重物B稳定后由静止释放木块A,木块A最终滑到Q点静止.分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.
(1)实验中发现A释放后会撞到滑轮,请提出两个解决方法.
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(2)请根据下表的实验数据作出s-h的关系图象.
h(cm) 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
s(cm) 19.5 28.5 39.0 48.0 56.5
(3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40 kg,M=0.50 kg.根据s-h图象可计算出木块A与桌面间的动摩擦因数μ=________(结果保留一位有效数字).
(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果________(选填“偏大”或“偏小”).
水平地面上有一轻质弹簧,下端固定,上端与物体A相连接,整个系统处于平衡状态。现用一竖直向下的力压物体A,使A竖直向下做匀加速直线运动一段距离,整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。下列关于所加力F的大小和运动距离x之间关系图象正确的是