某同学设计了一个电磁击发装置,其结构如图所示.间距为L=10cm的平行长直导轨置于水平桌面上,导轨中NO和N′O′段用绝缘材料制成,其余部分均为导电金属材料,两种材料导轨平滑连接.导轨左侧与匝数为100匝、半径为5cm的圆形线圈相连,线圈内存在垂直线圈平面的匀强磁场.电容为1F的电容器通过单刀双掷开关与导轨相连.在轨道间MPP′M′矩形区域内存在垂直桌面向上的匀强磁场,磁感强度为2T.磁场右侧边界PP′与OO′间距离为a =4cm.初始时金属棒A处于NN′左侧某处,金属棒B处于OO'左侧距OO'距离为a处.当开关与1连接时,圆形线圈中磁场随时间均匀变化,变化率为;稳定后将开关拨向2,金属棒A被弹出,与金属棒B相碰,并在B棒刚出磁场时A棒刚好运动到OO′处,最终A棒恰在PP′处停住.已知两根金属棒的质量均为0.02kg、接入电路中的电阻均为0.1Ω,金属棒与金属导轨接触良好,其余电阻均不计,一切摩擦不计.问:
(1)当开关与1连接时,电容器电量是多少?下极板带什么电?
(2)金属棒A与B相碰后A棒的速度v是多少?
(3)电容器所剩电量Q′是多少?
(1)当开关与1连接时,电容器电量是多少?下极板带什么电?
(2)金属棒A与B相碰后A棒的速度v是多少?
(3)电容器所剩电量Q′是多少?
18-19高三上·浙江杭州·期末 查看更多[4]
(已下线)天津市2021届高考物理临考练习五2021届广东省新高考八省大联考高三上学期1月14日模拟冲刺物理试题(已下线)【新东方】【高物96】浙江省杭州市2017-2018学年高三上学期期末物理试题
更新时间:2018-02-06 15:10:41
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【推荐1】2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台比赛中,中国队运动员谷爱凌力压世界排名第一的选手,最后一跳以向左偏轴转体1620°的动作完美逆转(如图1),获得个人首金。大跳台比赛比赛场地分为助滑区、起跳台、着陆坡和终点区域四个部分。图2是某技术公司对谷爱凌夺冠一跳的“高度-时间”分析。已知谷爱凌及身上的装置总质量为m=65kg。根据这些信息回答下述问题
(1)不考虑运动员转体的动作,将运动员看做质点。
a、设助滑出发区距地面高度为,运动员从静止出发,从起跳台起跳后能达到的最大高度距地面为,不计人体能量的消耗、不计一切摩擦,求运动员在最高点的速度大小v(用字母表示);
b、请你根据图2中的信息,估算v大小;
c、运动员落到着陆坡时,垂直坡面方向的速度在极短时间内减为0,因此运动员要承受极大的冲击力。设运动员在最高点速度约为v=20m/s,落到着陆坡时的速度方向与水平成,着陆坡的倾角,雪板与坡面经大约的撞击时间后继续滑行。请根据以上条件估算运动员受到的冲击力。(保留1位有效数字)(可能会用到数据:,,,)(提示,先写表达式,再代数)。
(2)考虑运动员的转体动作。
a、若谷爱凌在空中腾空的时间约为3s,在空中转动的角速度几乎不变,求她在空中转动的角速度大小;
b、物体转动动能可以理解为各部分绕轴转动的动能之和。已知物体转动的惯性用物理量I来描述,它的名称为“转动惯量”,物体转动的快慢用角速度描述。请类比质点动能表达式,写出物体转动动能表达式;
c、若将谷爱凌在空中转动,理想化为一个半径约为0.20m的圆柱体的转动,已知圆柱体的转动惯量为(m为圆柱体质量,R为圆柱体半径),并假设谷爱凌在冲出跳台的瞬间(约0.02s)内获得足够的角速度,请问她瞬间转体爆发的功率大约多大?(保留1位有效数字)。
(1)不考虑运动员转体的动作,将运动员看做质点。
a、设助滑出发区距地面高度为,运动员从静止出发,从起跳台起跳后能达到的最大高度距地面为,不计人体能量的消耗、不计一切摩擦,求运动员在最高点的速度大小v(用字母表示);
b、请你根据图2中的信息,估算v大小;
c、运动员落到着陆坡时,垂直坡面方向的速度在极短时间内减为0,因此运动员要承受极大的冲击力。设运动员在最高点速度约为v=20m/s,落到着陆坡时的速度方向与水平成,着陆坡的倾角,雪板与坡面经大约的撞击时间后继续滑行。请根据以上条件估算运动员受到的冲击力。(保留1位有效数字)(可能会用到数据:,,,)(提示,先写表达式,再代数)。
(2)考虑运动员的转体动作。
a、若谷爱凌在空中腾空的时间约为3s,在空中转动的角速度几乎不变,求她在空中转动的角速度大小;
b、物体转动动能可以理解为各部分绕轴转动的动能之和。已知物体转动的惯性用物理量I来描述,它的名称为“转动惯量”,物体转动的快慢用角速度描述。请类比质点动能表达式,写出物体转动动能表达式;
c、若将谷爱凌在空中转动,理想化为一个半径约为0.20m的圆柱体的转动,已知圆柱体的转动惯量为(m为圆柱体质量,R为圆柱体半径),并假设谷爱凌在冲出跳台的瞬间(约0.02s)内获得足够的角速度,请问她瞬间转体爆发的功率大约多大?(保留1位有效数字)。
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名校
【推荐2】如图甲所示,空间站上某种离子推进器由离子源、间距为d的中间有小孔的两平行金属板M、N和边长为L的立方体构成,其后端面P为喷口。以金属板N的中心O为坐标原点,垂直立方体侧面和金属板建立x、y和z坐标轴。M、N板之间存在场强为E、方向沿z轴正方向的匀强电场;立方体内存在磁场,其磁感应强度沿z方向的分量始终为零,沿x和y方向的分量和随时间周期性变化规律如图乙所示,图中可调。氙离子()束从离子源小孔S射出,沿z方向匀速运动到M板,经电场加速进入磁场区域,最后从端面P射出,测得离子经电场加速后在金属板N中心点O处相对推进器的速度为v0。已知单个离子的质量为m、电荷量为,忽略离子间的相互作用,且射出的离子总质量远小于推进器的质量。
(1)求离子从小孔S射出时相对推进器的速度大小vS;
(2)不考虑在磁场突变时运动的离子,调节的值,使得从小孔S射出的离子均能从喷口后端面P射出,求的取值范围;
(3)设离子在磁场中的运动时间远小于磁场变化周期T,单位时间从端面P射出的离子数为n,且。求图乙中时刻离子束对推进器作用力沿z轴方向的分力。
(1)求离子从小孔S射出时相对推进器的速度大小vS;
(2)不考虑在磁场突变时运动的离子,调节的值,使得从小孔S射出的离子均能从喷口后端面P射出,求的取值范围;
(3)设离子在磁场中的运动时间远小于磁场变化周期T,单位时间从端面P射出的离子数为n,且。求图乙中时刻离子束对推进器作用力沿z轴方向的分力。
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【推荐1】如图所示,两根平行光滑的金属导轨M1N1P1-M2N2P2由四分之一圆弧部分与水平部分构成,导轨末端固定两根绝缘柱,弧形部分半径r=0.8m、导轨间距L=1m,导轨水平部分处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=2T。两根完全相同的金属棒a、b分别垂直于导轨静止于圆弧顶端M1M2处和水平导轨中某位置,两金属棒质量均为m=1kg、电阻均为。金属棒a由静止释放,沿圆弧导轨滑入水平部分,此后,金属棒b向右运动,在导轨末端与绝缘柱发生碰撞且无机械能损失,金属棒b接触绝缘柱之前两棒均已匀速运动且未发生碰撞。金属棒b与绝缘柱发生碰撞后,在距绝缘柱x1=0.5m的A1A2位置与金属棒a发生碰撞,碰后停在距绝缘柱x2=0.2m的A3A4位置。整个运动过程中金属棒与导轨接触良好,导轨电阻不计,g取10m/s2。求:
(1)金属棒a刚滑入水平导轨时受到的安培力大小,以及金属棒b接触绝缘柱之前两棒匀速运动的速度大小;
(2)金属棒b与绝缘柱碰撞后到与金属棒a碰撞前的过程中,整个回路产生的焦耳热;
(3)证明金属棒a、b之间的碰撞是否是弹性碰撞。
(1)金属棒a刚滑入水平导轨时受到的安培力大小,以及金属棒b接触绝缘柱之前两棒匀速运动的速度大小;
(2)金属棒b与绝缘柱碰撞后到与金属棒a碰撞前的过程中,整个回路产生的焦耳热;
(3)证明金属棒a、b之间的碰撞是否是弹性碰撞。
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【推荐2】如图所示,电容为C、带电量为Q、极板间距为d的电容器固定在绝缘底座上,两板竖直放置,总质量为M,整个装置静止在光滑水平面上。在电容器右板上有一小孔,一质量为m、带电量为+q的弹丸以速度v0从小孔水平射入电容器中(不计弹丸重力,设电容器外部电场强度为0),弹丸最远可到达距右板为x的P点,求:
(1)弹丸在电容器中受到的电场力的大小;
(2)当弹丸到达P点时,电容器已移动的距离s;
(3)x的值;
(4)你觉得弹丸进入电容器之后,电容器何时获得最大速度?其最大速率多大?
(1)弹丸在电容器中受到的电场力的大小;
(2)当弹丸到达P点时,电容器已移动的距离s;
(3)x的值;
(4)你觉得弹丸进入电容器之后,电容器何时获得最大速度?其最大速率多大?
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【推荐3】如图所示,ABD为竖直平面内的光滑轨道。AB段是水平的,BD段为半径为R = 0.2m的半圆,两段轨道相切于B点,整个装置处于竖直向下的匀强电场中,场强大小E = 2.0 × 102N/C。一不带电的绝缘小球甲,以速度v0沿水平轨道向右运动,与静止在B点的带正电的小球乙发生对心正碰。已知乙球质量m2= 0.1kg,乙球所带电荷量q = 5.0 × 10-3C,重力加速度g = 10m/s2。(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个过程无电荷转移)
(1)若甲球质量为m1= 0.1kg,在不放置乙球的情况下现测得甲球通过最高点时其与轨道间的压力为3N,求甲的初速度v0;
(2)若甲球质量为m1= 0.1kg,且甲与乙碰后立刻粘连为一个整体丙。若测得丙通过最高点时与轨道间的压力为1N,求甲的初速度v′0;
(3)若甲球的质量大于0.1kg可调节,且甲与乙间的碰撞是完全弹性的。假定在甲与乙碰后立刻移走甲,当甲的初速度v″0= 2.5m/s时,求乙通过D点平抛后在轨道AB上的首次落点到B点的距离范围。
(1)若甲球质量为m1= 0.1kg,在不放置乙球的情况下现测得甲球通过最高点时其与轨道间的压力为3N,求甲的初速度v0;
(2)若甲球质量为m1= 0.1kg,且甲与乙碰后立刻粘连为一个整体丙。若测得丙通过最高点时与轨道间的压力为1N,求甲的初速度v′0;
(3)若甲球的质量大于0.1kg可调节,且甲与乙间的碰撞是完全弹性的。假定在甲与乙碰后立刻移走甲,当甲的初速度v″0= 2.5m/s时,求乙通过D点平抛后在轨道AB上的首次落点到B点的距离范围。
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【推荐1】如图甲所示,足够长的粗糙斜面与水平面成θ=固定放置,斜面上平行虚线aa′和bb′之间有垂直斜面向上的有界匀强磁场,间距为d=1m,磁感应强度B随时间t变化规律如图乙所示。现有一质量为m=0.1kg,总电阻为R=10Ω,边长也为d=1m的正方形金属线圈MNPQ,其初始位置有一半面积位于磁场中,在t=0时刻,线圈恰好能保持静止,此后在t=0.25s时,线圈开始沿斜面下滑,下滑过程中线圈MN边始终与虚线aa′保持平行。已知线圈完全进入磁场前已经开始做匀速直线运动。已知sin=0.6,cos=0.8,g=10m/s2。求:
(1)前0.25s内通过线圈某一截面的电量;
(2)线圈与斜面间的动摩擦因数;
(3)从0时刻到线圈完全通过整个磁场的过程中,线圈上产生的焦耳热。
(1)前0.25s内通过线圈某一截面的电量;
(2)线圈与斜面间的动摩擦因数;
(3)从0时刻到线圈完全通过整个磁场的过程中,线圈上产生的焦耳热。
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【推荐2】如图水平放置的上下平行金属板M、N相距d=0.2m,板间有竖直纸面向内的水平匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,极板按如图所示的方式接入电路.足够长的、间距为L=1m的光滑平行金属导轨CD、EF水平放置,导轨间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度也为B.电阻为r=1Ω的金属棒ab垂直导轨放置且与导轨接触良好.已知滑动变阻器的总阻值为R=4Ω,滑片P的位置位于变阻器的中点.有一个电荷量为q=+2.0×10﹣5C的带电小球,沿光滑斜面下滑后从两板中间左端沿中心线水平射入场区.(g=10m/s2)
(1)小球从高H=0.45m处由静止开始下滑,到C点时速度v0多大?
(2)若金属棒ab静止,小球以初速度v0射入后,恰从两板间沿直线穿过,求小球的质量m=?
(3)当金属棒ab以速度v=1.5m/s的速度向左匀速运动时,试求:小球从多高的地方滑下时,小球恰能垂直的打在金属板M上.
(1)小球从高H=0.45m处由静止开始下滑,到C点时速度v0多大?
(2)若金属棒ab静止,小球以初速度v0射入后,恰从两板间沿直线穿过,求小球的质量m=?
(3)当金属棒ab以速度v=1.5m/s的速度向左匀速运动时,试求:小球从多高的地方滑下时,小球恰能垂直的打在金属板M上.
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【推荐3】两根相距为的足够长“U”形金属导轨,一端接有阻值为电阻,折成如图甲所示放置,左半部分为与水平面成37°角的斜面,处于磁感应强度大小、方向平行于斜面向上的匀强磁场中,右半部分处于水平面内,此区域有大小为(大小未知)方向竖直向上的匀强磁场。质量均为、长度均为的金属细杆ab、cd与导轨垂直放置,两杆与导轨之间的动摩擦因数均为,每根杆的电阻均为;时刻起,ab杆在如图乙所示随时间变化的外力F作用下,从静止开始沿导轨向右做匀加速直线运动,同时cd棒也由静止释放。(两导轨电阻不计,金属细杆始终没有离开各自导轨平面。,。求
(1)时刻杆ab的加速度的大小,及感应强度大小。
(2)cd杆从静止开始到达最大速度的时间。
(3)若在cd杆从静止到达最大速度过程中电阻R上产生焦耳热,则这一过程中作用在ab杆上外力F做的功为多少?
(1)时刻杆ab的加速度的大小,及感应强度大小。
(2)cd杆从静止开始到达最大速度的时间。
(3)若在cd杆从静止到达最大速度过程中电阻R上产生焦耳热,则这一过程中作用在ab杆上外力F做的功为多少?
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【推荐1】如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ间距l=1m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。杆1、杆2是两根用轻质细线连接的金属杆,质量分别为m1=0.1kg和m2=0.4kg,两杆垂直导轨放置,且两端始终与导轨接触良好,两杆的总电阻R=2Ω,两杆在沿导轨向上的外力F作用下保持静止。整个装置处在磁感应强度B=1T的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直,在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,已知杆2能达到的最大速度为0.8m/s。重力加速度g取10m/s2,求:
(1)外力F的大小;
(2)细线烧断后,杆1的最大速度;
(3)两杆刚达到最大速度时,杆1上滑了0.8m,则从t=0时刻起到此刻经历的时间。
(1)外力F的大小;
(2)细线烧断后,杆1的最大速度;
(3)两杆刚达到最大速度时,杆1上滑了0.8m,则从t=0时刻起到此刻经历的时间。
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【推荐2】两固定水平平行金属导轨间距为L,导轨上放着两根相同导体棒和已知每根导体棒质量均为电阻均为R,导轨光滑且电阻不计,整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场,磁感应强度为B,开始时和两导体棒有方向相反的水平初速度,大小分别为和求:
(1)从开始到最终稳定的过程中回路总共产生的焦耳热;
(2)当棒的速度大小变为时:
①通过棒的电量是多少?
②两棒间的距离增大了多少?
③回路消耗的电能为多少?
(1)从开始到最终稳定的过程中回路总共产生的焦耳热;
(2)当棒的速度大小变为时:
①通过棒的电量是多少?
②两棒间的距离增大了多少?
③回路消耗的电能为多少?
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(0.4)
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【推荐3】如图所示,足够长的平行金属导轨固定在倾角的绝缘斜面上,导轨间距,电阻不计;沿导轨方向建立x轴,虚线EF与坐标原点O在同一水平线上;空间存在垂直于斜面的磁场,取垂直于斜面向上为正方向,则磁感应强度的分布为。现有一质量、电阻的金属棒ab放置在导轨上,下方还有质量、边长均为l的U形框,其中金属棒de的电阻,cd、ef两棒是绝缘的,金属棒、U形框与导轨间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.给金属棒ab一个沿斜面向下的瞬时速度,g取。
(1)若,求此瞬间金属棒ab上感应电流的方向和电势差U;
(2)为使棒、框碰撞前U形框能保持静止,求应满足的条件;
(3)若金属棒ab位于处,当时,金属棒ab与U形框发生完全非弹性碰撞,求最终静止时de边的坐标。
(1)若,求此瞬间金属棒ab上感应电流的方向和电势差U;
(2)为使棒、框碰撞前U形框能保持静止,求应满足的条件;
(3)若金属棒ab位于处,当时,金属棒ab与U形框发生完全非弹性碰撞,求最终静止时de边的坐标。
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