如图,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大圆环上的质量为m的小环(可视为质点),从大圆环的最高处由静止滑下,重力加速度为g。当小圆环滑到大圆环的最低点时,大圆环对轻杆拉力的大小为:
A. Mg-5mg B. Mg+mg C. Mg+5mg D. Mg+10mg
如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN是通过椭圆中心O的水平线已知一小球从M点出发,以初速沿管道MPN运动,到N点的速率为
,所需的时间为
;若该小球仍由M点以相同初速
出发,而沿管道MQN运动,到N点的速率为
,所需时间为
则
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
如图所示,在坐标系xOy的第一象限中存在n(n为奇数)个宽度均为d、磁感应强度大小均为B的匀强磁场,各磁场区域紧密连接,且左、右两侧边界相互平行,第1个磁场区域的左边界为y轴,磁场方向垂直纸面向外,相邻磁场区域的磁场方向相反。在第n个磁场区域的右边界上有一长为2d的探测板PQ,探测板的下边缘Q与x轴相距2.2d。坐标原点O处的粒子源以某一特定速度在xOy平面内不断向磁场区域发射质量为m,电荷量为+q的粒子,方向与x轴正方向成θ=30°角,每秒发射粒子的总数为N0,通过改变粒子发射速度的大小,可以使粒子从不同位置射出磁场。已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,=1.73,不计粒子重力且忽略粒子间的相互作用。
(1)若粒子从(d,0)点射出磁场,求粒子发射速度大小v1;
(2)若粒子均垂直打到探测板上并全部被反向弹回,且弹回速度大小为打板前速度大小的,求:
I.探测板受到的平均作用力大小;
Ⅱ.n的所有可能值,并求出n取最大值时,粒子在磁场中运动的总时间t。(不计粒子与探测板发生碰撞的时间)
如图所示,一个半径为r=0.4m的圆形金属导轨固定在水平面上,根长为r的金属棒ab的a端位于圆心,端与导轨接触良好。从a端和圆形金属导轨分别引出两条导线与倾角为θ=37°、间距为l=0.5m的平行金属导轨相连质量m=0.1kg、电阻R=1Ω的金属棒cd垂直导轨放置在平行导轨上,并与导轨接触良好,且棒cd与两导轨间的动摩擦因数为μ=0.5。导轨间另一支路上有一规格为“2.5Ⅴ 0.3A”的小灯泡L和一阻值范围为0~10Ω的滑动变阻器R0。整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=1T。金属棒ab、圆形金属导轨、平行导轨及导线的电阻不计,从上往下看金属棒ab做逆时针转动,角速度大小为ω。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)当ω=40rad/s时,求金属棒ab中产生的感应电动势E1,并指出哪端电势较高;
(2)在小灯泡正常发光的情况下,求ω与滑动变阻器接入电路的阻值R0间的关系;(已知通小灯泡的电流与金属棒cd是否滑动无关);
(3)在金属棒cd不发生滑动的情况下,要使小灯泡能正常发光,求ω的取值范围。
小张同学利用“插针法”测定玻璃的折射率。
(1)小张将玻璃砖从盒子拿出放到白纸上,图示操作较为规范与合理的是____________。
(2)小张发现玻璃砖上下表面不一样,一面是光滑的,一面是磨砂的,小张要将玻璃砖选择_______(填“磨砂的面”或“光滑的面”)与白纸接触的放置方法进行实验较为合理。
(3)小张正确操作插好了4枚大头针,如图所示,请帮助小张画出正确的光路图____.然后进行测量和计算,得出该玻璃砖的折射率n=__________(保留3位有效数字)
某髙中兴趣学习小组成员,在学习完必修1与必修2后设计出如图所示的实验。OA为一水平弹射器,弹射口为A。ABCD为一光滑曲管,其中AB水平,BC为竖直杆(长度可调节)。CD为四分之一圆环轨道(各连接处均圆滑连接)其圆心为O′,半径为R=0.2m.。D的正下方E开始向右水平放置一块橡皮泥板EF,长度足够长。现让弹射器弹射出一质量m=0.1kg的小环,小环从弹射口A射出后沿光滑曲杆运动到D处飞出,不计小环在各个连接处的能量损失和空气阻力。已知弹射器每次弹射出的小环具有相同的初速度。某次实验中小组成员调节BC扃度h=0.8m,弹出的小环从D处飞出,现测得环从D处飞出时速度vD=4m/s,求:
(1)弹射器释放的弹性势能及小环在D处对圆环轨道的压力;
(2)小环落地点离E的距离(已知小环落地时与橡皮泥板接触后不再运动)
(3)若不改变弹射器弹性势能,改变BC间高度h在0~2m之问,求小环下落在水平面EF上的范闱。