可知,其加速度发生变化,故金属棒做非匀变速运动,A错误;
B、金属棒ab在虚线MN和PQ之间运动,做加速度逐渐减小的减速运动,到达PQ时离开磁场,紧接着做加速度大小为gsinθ 的匀加速直线运动,到达最低端时的速度与刚进入磁场MN边界时速度大小相等,由v-t图像的面积可知,虚线PQ到导轨底端的距离正确;
,故B
C、金属棒从MN进入磁场至到达最低点的过程中,动能没有发生变化,根据能量守恒,减小的重力势能,全部转化为焦耳热,即
,C错误;
D、金属棒ab通过磁场的过程中,通过电阻R某一横截面的电荷量为
,D错误。
【点睛】
本题考查导体切割磁感线与能量相结合题型的分析,会根据导体棒的受力判断其运动状态,会根据运动学公式或图像讨论位移的大小关系,要注意明确根据功能关系求解内能,而根据平均电动势求解电量。 6.AC 【解析】 【分析】
(1)第一宇宙速度是最小的卫星发射速度,却是最大的环绕速度;
(2)当物体以第一宇宙速度被抛出,它的运动轨道为一圆周;当物体被抛出的速度介于第一和第二宇宙速度之间,它的运动轨迹为一椭圆;当物体被抛出时的速度介于第二和第三宇宙速度之间,物体将摆脱地球引力,成为绕太阳运动的行星;当被抛出的初速度达到或超过第三宇宙速度,物体必然会离开太阳系;
(3)卫星变轨时的位置点,是所有轨道的公共切点。 【详解】
A、物体抛出速度v<7.9km/s时必落回地面,若物体运动距离较小时,物体所受的万有引力可以看成恒力,故物体的运动可能是平抛运动,A正确;
B、在轨道B上运动的物体,相当于地球的一颗近地卫星,抛出线速度大小为7.9km/s,B错误;
C、轨道C、D上物体,在O点开始变轨到圆轨道,圆轨道必然过O点,C正确; D、当物体被抛出时的速度等于或大于16.7km/s时,物体将离开太阳系,故D错误。 【点睛】
本题考查宇宙速度,知道第一宇宙速度是最小的发射速度、最大的环绕速度,掌握卫星变轨模型,知道各宇宙速度的物体意义至关重要。 7.AC 【解析】 【分析】
(1)分析当开关S2断开时的等效电路和S2闭合时的等效电路,判断S2闭合前后外电路总电阻的变化,根据输出功率和外电路电阻的函数关系图,判断电源输出功率的大小情况; (2)当外电路总电阻和电源内阻相等时,电源的输出功率最大;
(3)分别计算S2闭合前后,R2和R3的功率,来对比前后各自功率的变化情况; (4)根据电源输出功率和总功率的比值来计算电源的效率。 【详解】
A、开关S1闭合之后,若S2断开,则此时外电路总电阻为电路总电阻变为BC、①开关
;若S2闭合,外
,由乙图可知,第二种情况下,电源输出功率最大,A正确;
S1闭合,S2断开,此时电阻
R2消耗的功率为:
,电阻R3消耗的功率为:
;②开关S1闭合,S2闭合,此时电阻R2消耗的功率为:
,电阻R3消耗的功率:
可知,B错误,C正确;
,通过对比
D、电源的效率为
小,故效率减小,D错误。 故本题选AC。 【点睛】
解决本题关键要正确识别电路,明确各个电阻的连接关系,再运用闭合电路欧姆定律和功率公式求解。 8.AC 【解析】 【分析】
(1)从C点由静止释放小球后,对其进行受力分析,确定其处于自然静止状态(平衡位置)时所处的位置,根据运动的对称性,可解决A项;
(2)根据竖直平面圆周运动最高点轻绳模型的临界条件,可计算小球刚好通过D点时的临界最小速度,然后从C到D利用动能定理,即可判断B项;
(3)若小球能通过D点,则D点既是研究的起点也是终点,利用动能定理,结合牛顿第二定理即可求解C项;
(4)根据圆周运动的临界条件,可判断D。 【详解】
A、若小球C在电场和重力场的复合场中处于自然平衡状态时,对其进行受力分析,如图所示,
,当开关S2闭合之后,外电路总电阻变
小球的平衡位置与球心的连线,与竖直方向的夹角为45度,C和B关于连线对称。根据受力的对称性可知,当小球从C点被由静止释放后,将在C点和B点之间做往复运动,A正确;
B、若小球恰好通过D点,则在D点只有重力提供向心力,开始向右运动,恰好通过最高点D,则根据动能定理有:解得
,故B错误;
,轨道对其弹力大小为N,则根据牛顿第二定律可
;设小球在C点以
,
C、设某次小球向左通过D点的速度为知:
,当以D为起点,小球逆时针再次回到D点的过程中,根据动能定理得:
,此时小球经过D点,轨道对其弹力大小为,满足
,
联立接得,故C正确;
D、若小球恰好向左通过D点,则此时重力mg提供向心力,从D到A,小球速度会增加,所以到达A点时,小球需要的向心力会大于mg,即需要的向心力大于qE,所以小球在A点必然和轨道之间有弹力作用,小球在A点不会脱离轨道,D错误。 故本题选AC。 【点睛】
解决本题,掌握竖直平面内圆周运动物体通过最高点的临界条件至关重要,会灵活使用动能定理或能量守恒。
9.11.4N/m; 无影响; 将横轴h的单位设置成mm; 【解析】 【分析】
根据弹簧弹力和形变量的正比例关系,可知,砝码盘的质量遗漏对实验结果无影响,根据图像的函数关系,得到图像的斜率为在数据处理时会提高计算的准确度。 【详解】
(1)由图像可知,托盘上无砝码时,弹簧的长度为0.28m,每次添加砝码后系统静止,由平衡关系可得,托盘上砝码总重力率为
,即
,即
,故该图像的斜
,利用图像可计算出劲度系数。横轴若改为mm,
,解得劲度系数=11.4N/m;
(2)输入电脑的数据没有托盘和弹簧的重力,这一疏漏对测量无影响,因为弹簧的形变和
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