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如图所示,竖直放置的等螺距螺线管高为h,该螺线管是用长为l的硬质直管(内径远小于...

如图所示,竖直放置的等螺距螺线管高为h,该螺线管是用长为l的硬质直管(内径远小于h)弯制而成。一光滑小球从上端管口由静止释放,关于小球的运动,下列说法正确的是(   )

A. 小球到达下端管口时的速度大小与l有关

B. 小球到达下端管口时重力的功率为

C. 小球到达下端的时间为

D. 小球在运动过程中受管道的作用力大小不变

 

C 【解析】试题分析:在小球到达最低点的过程中只有重力做功,故根据动能定理可知,解得小球到达下端管口时的速度大小与h有关,与l无关,故A错误;到达下端管口的速度为,速度沿管道的切线方向,故重力的瞬时功率为P=mgsinθ,故B错误;物体在管内下滑的加速度为 故下滑所需时间为t,则,故C正确;小球得做的是加速螺旋运动,速度越来愈大,做的是螺旋圆周运动,根据可知,支持力越来越大,故D错误;故选C. 考点:动能定理;牛顿定律的应用;功率 【名师点睛】本题主要考查了动能定理和牛顿第二定律,抓住小球在下滑过程中速度越来越大,所需要的向心力也越来越大即可解答;注意小球在螺旋状管中下滑时,与沿斜面下滑很相似,可结合此问题来解答;此题是中等题.  
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考点分析:
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“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成,其原理可简化如下:如图1所示,辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面,圆心为O,外圆弧面AB的电势为 ,内圆弧面CD的电势为,足够长的收集板MN平行边界ACDB,ACDB与MN板的距离为L.假设太空中漂浮着质量为m,电量为q的带正电粒子,它们能均匀地吸附到AB圆弧面上,并被加速电场从静止开始加速,不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子的影响,不考虑过边界ACDB的粒子再次返回。

(1)求粒子到达O点时速度的大小;

(2)如图2所示,PQ与ACDB重合足够长和收集板MN之间区域加一个匀强磁场,方向垂直纸面向内,则发现均匀吸附到AB圆弧面的粒子经O点进入磁场后最多有能打到MN板上,求所加磁感应强度的大小;

(3)如图3所示,PQ与ACDB重合足够长和收集板MN之间区域加一个垂直MN的匀强电场,电场强度的方向如图所示,大小,若从AB圆弧面收集到的某粒子经O点进入电场后到达收集板MN离O点最远,求该粒子到达O点的速度的方向和它在PQ与MN间运动的时间。

 

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如图1所示,一端封闭的两条平行光滑长导轨相距L,距左端L处的右侧一段被弯成半径为的四分之一圆弧,圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上。以弧形导轨的末端点O为坐标原点,水平向右为x轴正方向,建立Ox坐标轴。圆弧导轨所在区域无磁场;左段区域存在空间上均匀分布,但随时间t均匀变化的磁场B(t),如图2所示;右段区域存在磁感应强度大小不随时间变化,只沿x方向均匀变化的磁场B(x),如图3所示;磁场B(t)和B(x)的方向均竖直向上。在圆弧导轨最上端,放置一质量为m的金属棒ab,与导轨左段形成闭合回路,金属棒由静止开始下滑时左段磁场B(t)开始变化,金属棒与导轨始终接触良好,经过时间t0金属棒恰好滑到圆弧导轨底端。已知金属棒在回路中的电阻为R,导轨电阻不计,重力加速度为g.

(1)求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中,回路中产生的感应电动势E;

(2)如果根据已知条件,金属棒能离开右段磁场B(x)区域,离开时的速度为v,求金属棒从开始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热Q;

(3)如果根据已知条件,金属棒滑行到x =x1位置时停下来,

a.求金属棒在水平轨道上滑动过程中通过导体棒的电荷量q;

b.通过计算,确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置。

 

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据《每日邮报》2015427日报道,英国威尔士一只100岁的宠物龟“T夫人”(Mrs T)在冬眠的时候被老鼠咬掉了两只前腿。“T夫人的主人为它装上了一对从飞机模型上拆下来的轮胎。现在它不仅又能走路,甚至还能跑步了,现在的速度比原来快一倍。如图所示,设“T夫人质量m=1.0kg在粗糙水平台阶上静止,它与水平台阶表面的阻力简化为与体重的k倍,k=0.25,且与台阶边缘O点的距离s=5m。在台阶右侧固定了一个1/4圆弧挡板,圆弧半径R=m,今以O点为原点建立平面直角坐标系。“T夫人通过后腿蹬地可提供F=5N的水平恒力,已知重力加速度

1“T夫人为了恰好能停在O点,蹬地总距离为多少?

2“T夫人为了恰好能停在O点,求运动最短时间;

3)若“T夫人在水平台阶上运动时,持续蹬地,过O点时停止蹬地,求“T夫人击中挡板上的位置的坐标。

 

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在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,小灯泡的规格为

“3.8V 0.3A”,除了开关、导线外,还有如下器材:

电压表V: 量程0~5V,内阻约5k

电流表A1:量程0~500mA,内阻约0.5

电流表A2:量程0~100 mA,内阻约4

滑动变阻器R1:最大阻值10,额定电流2.0A

滑动变阻器R2:最大阻值100,额定电流1.0A

直流电源E:电动势约6V,内阻约0.5

(1)上述器材中,电流表应选        ,滑动变阻器应选        .(填器材符号)

(2)在电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零,闭合开关后,发现反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表的示数不能调为零,则断路的导线为        (用图中给出的导线符号表示).

(3)通过实验得出了小灯泡的I-U图线如图乙,可知在小灯泡上的电压为2.0V时,小灯泡的电阻是

   

(4)如果把该小灯泡直接接在电动势是2V、内阻是8的电源上组成闭合回路,则通过小灯泡的电流为

       A

 

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如图所示,某同学在做探究功与速度变化的关系的实验。当小车在l条橡皮筋 的作用下沿木板滑行时,橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3橡皮筋重复实验时,设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W3W…manfen5]

1)图中电火花计时器的工作电压是________V

2)实验室提供的器材如下:长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、纸带、电源等,还缺少的测量工具是________

3)图中小车上有一固定小立柱,下图给出了4种橡皮筋与小立柱的套接方式,为减小实验误差,你认为最合理的套接方式是________[来源:学科

4)在正确操作的情况下,某次所打的纸带如图所示。打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度,应选用纸带的________部分进行测量(根据下面所示的纸带回答),小车获得的速度是________m/s(计算结果保留两位有效数字)

 

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