1、选择题 如图所示,已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中(E和B已知),小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动,则( )
A.小球可能带正电
B.小球做匀速圆周运动的半径为r=
C.小球做匀速圆周运动的周期为T= D.若电压U增大,则小球做匀速圆周运动的周期增加
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参考答案:A、小球在竖直平面内做匀速圆周运动,故重力等于电场力,即洛伦兹力提供向心力,所以mg=Eq,由于电场力的方向与场强的方向相反,故小球带负电,故A错误;
B、由于洛伦兹力提供向心力,故有qvB=mv2r,解得r=mvqB,
又由于qU=12mv2,解得v=
本题解析:
本题难度:简单
2、简答题 一组航天员乘坐飞船前往位于离地球表面高度为h的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H.机组人员使飞船S进入与H相同的轨道并关闭火箭发动机,如图所示.M为地球质量,R为地球半径,g为重力加速度.
(1)在飞船内,一质量为70kg的航天员的视重是______N;
(2)计算飞船在轨道上的运行速率.
参考答案:(1)航天员处于完全失重状态,所以在飞船内,质量为70kg的航天员的视重是0N;
(2)飞船在轨道半径(R+h)上近似做匀速圆周运动,由万有引力定律和向心力公式可得:GMm(R+h)2=mv2R+h?①
在地球表面附近,有mg=GMmR2?②
由①②式可得:v=
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 下列描述的运动中,可能存在的是( )
A.速度很大,加速度很小
B.速度变化很大,加速度很小
C.速度变化越来越快,加速度越来越小
D.加速度越来越小,速度越来越大
参考答案:A、速度很大,加速度很小是可能的,例如匀速直线飞行的飞机,故A正确
B、加速度与速度变化量和时间两个因素有关,速度变化大,时间足够长,加速度可能很小,故B正确
C、加速度是表示速度变化快慢的物理量,速度变化越来越快,则加速度必定越来越大,故C错误
D、若初速度方向与加速度方向相同,加速度越来越小,速度却越来越大,故D正确
故选ABD
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 使用“弹簧式角速度测量仪”可以测量运动装置自转时角速度的大小,其结构示意图如图所示.将测量仪固定在待测装置上,当装置绕竖直固定轴OO′转动时,与轻弹簧相连的小球A可在光滑绝缘细杆BC上滑动,同时带动连接在A上的滑动变阻器的动触片P在与BC平行的电阻丝MN上滑动,使得电压表V的示数U0随装置转动的角速度ω发生变化,据此可测出待测装置的角速度ω的大小.
已知:小球A的质量为m;弹簧的原长为x0、劲度系数为k;电阻MN粗细均匀、长度为L、阻值为R;电压表V通过两根导线分别接在电阻丝MN的中点Q和动触片P上,电阻丝MN的两端接在电压为U的直流稳压电源上.闭合开关后S测量仪器即可工作.若不计导线和动触片P的电阻、以及导线对动触片P的影响,忽略动触片P和电阻MN之间的摩擦,且电压表视为理想电表.装置静止时,动触片P与Q(导线和电阻的连接点)重合.
(1)试推导:待测装置自转的角速度ω与电压表V的示数U0之间的关系式.
(2)用该测量仪能测量的自转角速度的最大值ωm是多少?
参考答案:(1)设待测装置自转的角速度为ω时,弹簧伸长量为x,电压表V的示数为U0,小球A做圆周运动的半径为?r=x0+x,弹簧弹力为F.
根据牛顿第二定律,有 F=mω2r? ①
由胡克定律 F=kx?②
电压表V的示数(即P、Q间的电压)为U0,设P、Q间的电阻值为Rx,有U0U=RxR=xL? ③
①、②、③式联立,得ω=
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 下列说法正确的是( )
A.加速度为零的质点一定处于静止状态
B.加速度减小,质点的速度一定减小
C.加速度变大,质点的速度不一定变大
D.加速度越大,速度变化量一定越大
参考答案:A、加速度为零的质点一定处于平衡状态,但不一定处于静止状态,故A错误;
B、加速度的方向决定了速度增加还是减小,而其大小减小,速度大小不一定减小.故B错误;
C、当加速度方向与速度反向时,加速度的大小变大,而速度却减小,故C正确;
D、加速度越大,则速度变化率越大,而速度的变化量不一定越大,故D错误;
故选:C
本题解析:
本题难度:一般