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如图所示,半径为R的圆形导轨固定在水平面内,其圆心为O,ab为一条直径,b点处口.一根长度大于2R质量为m且质量分布均匀的直导体棒PQ置于圆导轨上的a,且与ab直径垂直装置的俯视图如图所示整个装置位于一匀强磁场中磁感应强度的大小为B,方向竖直向下.T=0时刻,直导体棒在水平外力作用下以速度t匀速向右运动,在运动过程中始终与圆形导轨保持良好接触,并始终与ab垂直.设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒单位长度的电阻为,圆形导轨的电阻忽略不计.重力加速度大小为g.求

(1)t时刻通过圆导轨的电流方向和大小(方向答顺时针逆时针”)
(2)t时刻外力的功率和导体棒从ab运动过程中外力的最大功率
类型:解答题
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如图所示,水平光滑绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度。现有一电荷量,质量的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度。已知重力加速度。求:
(1)带电体在水平轨道上的释放点PB点的距离;
(2)带电体运动到圆形轨道的最低点B时,圆形轨道对带电体支持力的大小;
(3)带电体在半圆形绝缘光滑轨道BC上运动的最大速度。
类型:解答题
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如图所示,正方形边界边长为4R,虚线边界 为半圆,与直径共线,cd为正方形边长的中点,间的距离等于半圆的半径R。上方边界内(含边界)有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,下方边界内(含边界)有方向垂直于纸面向内的匀强磁场,磁感应强度大小均为B。一束质量为m、电荷量为的粒子,在纸面内从点射入磁场,这些粒子具有各种速度。不计粒子之间的相互作用及粒子重力。
(1)若粒子垂直于ac射入上方磁场,经上方磁场偏转后从正方形上边界射出,求有粒子射出的正方形上边界范围长度;
(2)若粒子垂直于ac射入上方磁场,经t时间上方磁场偏转后穿过虚线进入下方磁场,求t的最大值;
(3)若粒子以任意方向射入下方磁场,经下方磁场偏转后从bd边离开下方磁场,求粒子入射速率的最大值。
类型:解答题
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如图所示,在平面直角坐标系内有一直角三角形,其顶点坐标分别为,三角形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为轴下方有沿着轴负方向的匀强电场,电场强度大小为。一质量为、电荷量为的带电粒子从轴上的某点由静止释放,粒子第一次进入磁场后恰好不能从直角三角形的斜边射出,不计粒子重力。
(1)求粒子在磁场中运动的轨迹半径;
(2)求点到点的距离;
(3)改变粒子在轴上的释放点,使粒子由点静止释放后能沿垂直于直角三角形斜边的方向射出磁场,求点到点的距离;
(4)在(3)过程中,求粒子从点由静止释放到射出磁场的运动时间。
类型:解答题
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如图所示,带状形区域Ⅰ和Ⅱ内分别存在方向垂直于纸面向里和向外的匀强磁场,图中虚线为磁场的边界,区域Ⅰ中的磁感应强度大小为(未知),区域Ⅱ中的磁感应强度大小为(未知),带状形区域的长度足够长,两有界磁场区域的宽度及它们之间的距离均为L。现一质量为m、带电荷量为q>0)的粒子以速度v平行于纸面射入Ⅰ区,不计重力,试回答下列问题。
(1)若粒子从Ⅰ区左边界斜向上射入时速度与竖直方向的夹角为60°,从Ⅰ区右边界射出时速度与竖直方向的夹角也为60°,求的大小;同时为使粒子能返回Ⅰ区,求Ⅱ区的大小范围。
(2)若,当粒子从Ⅰ区左边界斜向上射入、速度方向与竖直方向的夹角为30°时,恰好从Ⅰ区右边界垂直射出,最终从Ⅱ区右边界上的某处射出,求粒子从Ⅰ区射入到从Ⅱ区射出所用的时间。
(3)若不相等,两磁场区域的宽度也不相等,分别为,粒子从Ⅰ区左边界射入时速度与水平方向有一定的夹角,若使粒子进入Ⅰ区的速度方向与穿出Ⅱ区的速度方向相同,则两物理量的乘积的大小有什么关系?
类型:解答题
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如图所示,在光滑水平面上有A、B两辆小车,水平面的左侧有一竖直墙,在小车B上坐着一个小孩,小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态,小孩把A车以相对于地面的速度v推出,A车与墙壁碰撞后仍以原速率返回,小孩接到A车后,又将其以相对于地面的速度v推出。每次推出后,A车相对于地面的速度均为v,方向向左。则小孩把A车推出几次后,A车返回时小孩不能再接到A车(  )
A.5B.6C.7D.8
类型:单选题
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一小朋友玩蹦床,从小朋友下落到离地面高处开始计时,其动能与离地高度h的关系如图所示。在阶段图像为直线其余部分为曲线,对应图像的最高点,小朋友的质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力和一切摩擦。下列说法正确的是(  )
A.整个过程中小朋友的机械能守恒
B.从过程中,小朋友的加速度先减小后增大
C.小朋友处于高度时蹦床的弹性势能为
D.从过程中,蹦床的最大弹性势能为
类型:多选题
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图甲是某游乐场的一种“双环过山车”设施的一部分,某同学将其简化成图乙的“轨道”模型.图乙中半径为R=0.2m的竖直圆轨道1和竖直圆轨道2在同一平面内,其中ab段与两圆轨道的摩擦力均可忽略不计,=0.6m、=0.1m、=1.0m,让一可视为质点的、质量为m=1kg的滑块由右侧轨道的一定高度处由静止释放且滑块经过所有转折点处的能量损失均可忽略不计,滑块与beedde、ef段的动摩擦因数均为μ=0.2,de段与水平方向的夹角为=53°,cos53°=0.6,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)滑块刚好通过圆轨道1时,释放点距离地面的高度;
(2)滑块刚好通过圆轨道1但不脱离圆轨道2时,圆轨道2半径r的取值范围;
(3)当圆轨道2半径满足通过圆轨道1的滑块也能通过圆轨道2时,欲保证滑块停在平台ef段,释放点距离地面的高度的取值范围。
       
类型:解答题
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羚羊从静止开始奔跑,经过x1=50m距离能加速到最大速度v1=20m/s,并能维持很长时间。猎豹从静止开始奔跑,经过x2=75m的距离能加速到最大速度v2=30m/s,以后只能维持这个速度t0=5.0s,然后做加速度大小a3=5m/s2的匀减速直线运动。设猎豹距离羚羊x时开始攻击,羚羊则在猎豹开始攻击后△t=1.0s开始奔跑。假定羚羊和猎豹在加速阶段分别做匀加速运动,且均沿同一直线奔跑,问:
(1)羚羊、猎豹加速时的加速度分别是多大;
(2)猎豹要在其加速阶段追上羚羊,x值应在什么范围;
(3)如果猎豹距离羚羊100m开始攻击,请通过运算说明猎豹能否追上羚羊。
类型:解答题
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如图所示,为一倾斜的传送带,与水平方向的夹角为,传送带两端相距.质量为的货物放置在端,通过一条与传送带平行的细绳绕过光滑的定滑轮和配重相连,离地高度。开始时皮带不转动,释放货物M,在配重的作用下,货物M沿传送带加速上滑,经过配重落地(不反弹).已知货物与皮带间的动摩擦因数为,取,要使货物运送到端,采用配重落地时传送带立刻顺时针转动的方法(启动时间极短,可忽略),货物与配重均可视为质点。求传送带的速度大小范围和货物从A端传送到B端所用时间的范围(计算结果可以保留根号)。
类型:解答题
难度系数:较难0.4
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