【題目】如圖,一對(duì)豎直平行放置的金屬極板PQ、MN間距為d、板長(zhǎng)為2d。兩極板通過(guò)導(dǎo)線分別連接一對(duì)金屬導(dǎo)軌。兩導(dǎo)軌的間距為l,平行固定在傾角為θ的斜面上,頂端連接阻值為R的電阻。一金屬棒ab質(zhì)量為m、電阻r,水平放置在導(dǎo)軌上,構(gòu)成閉合回路。導(dǎo)軌所在區(qū)域充滿(mǎn)勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于斜面向上。ab棒沿導(dǎo)軌下滑的速度大小為v時(shí),恰好保持勻速。此時(shí),從PQ板的上端P將一帶電小球以大小為E的初動(dòng)能射入極板間,結(jié)果小球沿直線PN運(yùn)動(dòng),到N點(diǎn)射出時(shí)動(dòng)能為4Ek.已知導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且可忽略空氣阻力,重力加速度大小為g

1)求ab棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù);

2)求帶電小球的質(zhì)量m0和電荷量q;

3)若將該帶電小球改為從MN板的上端M以相同的初動(dòng)能Ek沿MQ連線方向射入極板間,求帶電小球從極板間射出時(shí)的位置和動(dòng)能。

【答案】12)帶電小球的質(zhì)量為,電荷量為;(3)若將該帶電小球改為從MN板的上端M以相同的初動(dòng)能Ek沿MQ連線方向射入極板間,帶電小球從極板間射出時(shí)的位置在N點(diǎn)左側(cè)與N點(diǎn)的距離為,動(dòng)能為

【解析】

1ab棒勻速下滑,根據(jù)平衡條件可得:mgsinθμmgcosθ+BIl,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得解得:μtanθ。

2)金屬板間的電壓UIR,帶電小球從PN過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理可得:m0g2d+qU4EkEk

根據(jù)小球沿直線運(yùn)動(dòng),可知力的大小滿(mǎn)足: ,解得帶電小球的質(zhì)量和電荷量各為:

3)帶電小球從P運(yùn)動(dòng)的N點(diǎn)的過(guò)程中,經(jīng)過(guò)時(shí)間為t,取水平向右為正方向,則在水平方向有: ,水平方向有: ,根據(jù)初末動(dòng)能的關(guān)系可得: ,帶電小球從M沿MQ連線方向射入,根據(jù)豎直方向運(yùn)動(dòng)可得,同樣經(jīng)過(guò)時(shí)間t后從極板間射出,有: , ,聯(lián)立解得水平位移為 ,即小球從極板間射出的位置在N點(diǎn)左側(cè)與N點(diǎn)的距離為 ,小球在極板間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中根據(jù)動(dòng)能定理可得: ,解得小球從極板間射出時(shí)的動(dòng)能為Ek

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑水平面上有一輛質(zhì)量為=1 kg的小車(chē),小車(chē)的上表面有一個(gè)質(zhì)量為m=0.9 kg的滑塊,在滑塊與小車(chē)的擋板間用輕彈簧相連接,滑塊與小車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,整個(gè)系統(tǒng)一起以v1=10 m/s的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)彈簧長(zhǎng)度恰好為原長(zhǎng),F(xiàn)在用一質(zhì)量為m0=0.1 kg的子彈,以v0=50 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出,所用時(shí)間極短。當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí),彈簧被鎖定,測(cè)得此時(shí)彈簧的壓縮量為d=0.50 m,g=10 m/s2。求

(1)子彈射入滑塊的瞬間,子彈與滑塊的共同速度;

(2)彈簧壓縮到最短時(shí),彈簧彈性勢(shì)能的大小。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】我國(guó)自行研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由5顆靜止軌道衛(wèi)星(地球同步軌道)30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成,預(yù)計(jì)在2020年左右覆蓋全球,其具有GPS系統(tǒng)沒(méi)有的通信和目標(biāo)定位功能。GPS是美國(guó)建設(shè)的由24顆衛(wèi)星組成的系統(tǒng),它位于距地表20200km的上空,運(yùn)行周期為12h,下列關(guān)于北斗系統(tǒng)中的靜止軌道衛(wèi)星的說(shuō)法中正確的是

A. 五顆靜止軌道衛(wèi)星的質(zhì)量一定是相同的

B. 它們運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度

C. 為避免與其他衛(wèi)星相撞,應(yīng)使它們運(yùn)行在不同的軌道上

D. 它們的軌道半徑是GPS衛(wèi)星的2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,傳送帶以恒定速率逆時(shí)針運(yùn)動(dòng),皮帶始終是緊的,將m=1kg的面粉袋放在傳送帶上的A處,經(jīng)過(guò)1.2s到達(dá)傳送帶的B端,用速度傳感器測(cè)得面粉袋與送帶的速度v隨時(shí)間t變化圖象如圖乙所示,已知重力加速度g10m/s2,由v-t圖線可知

A. A、B兩點(diǎn)的距離為3.2m

B. 粉袋與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5

C. 面粉袋從A運(yùn)動(dòng)到B這程中,傳送帶上面粉痕跡長(zhǎng)為1.2m

D. 面粉袋從A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中,其與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為4.8J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,MN是磁場(chǎng)的左邊界。在距磁場(chǎng)左邊界MN1.0m處有一個(gè)放射源A,內(nèi)裝放射物質(zhì)(鐳), 發(fā)生α衰變生成新核Rn(氡)。放在MN左側(cè)的粒子接收器接收到垂直于邊界MN方向射出的α粒子,此時(shí)接收器位置距直線OA的距離為1.0m。

試寫(xiě)出Ra的衰變方程;

求衰變后Rn(氡)的速率.(質(zhì)子、中子的質(zhì)量為1.6×10-27kg,電子電量e=1.6×10-19C).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,N匝矩形導(dǎo)線框以角速度在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線框面積為S,線框的電阻、電感均不計(jì),外電路接有電阻R、理想交流電流表和二極管二極管D具有單向?qū)щ娦,即正向電阻為零,反向電阻無(wú)窮大下列說(shuō)法正確的是

A. 交流電流表的示數(shù)B. 一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)R的電荷量

C. R兩端電壓的有效值D. 圖示位置電流表的示數(shù)為0

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,機(jī)動(dòng)車(chē)在斑馬線前禮讓行人是城市文明和交通規(guī)范的體現(xiàn).司機(jī)小明駕駛汽車(chē)以43 km/h(約為12 m/s)的速度,在平直的城市道路上沿直線行駛.他看到斑馬線有行人后立即以大小為2 m/s2的加速度剎車(chē),車(chē)停住時(shí)車(chē)頭剛好碰到斑馬線,等待行人10 s(人已走過(guò)),又用了8 s時(shí)間勻加速至原來(lái)的速度.設(shè)開(kāi)始剎車(chē)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t0),求:

(1)汽車(chē)第3 s末的瞬時(shí)速度大;

(2)汽車(chē)前10 s內(nèi)的位移大;

(3)從開(kāi)始剎車(chē)到恢復(fù)原速這段時(shí)間內(nèi)汽車(chē)的平均速度大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,水平地面上有一楔形物塊a,其斜面上有一小物塊bb與平行于斜面的細(xì)繩的一端相連,細(xì)繩的另一端固定在斜面上.ab之間光滑,ab以共同速度在地面軌道的光滑段向左運(yùn)動(dòng).當(dāng)它們剛運(yùn)行至軌道的粗糙段時(shí)可能是(  )

A.繩的張力減小,斜面對(duì)b的支持力減小,地面對(duì)a的支持力減小

B.繩的張力減小,斜面對(duì)b的支持力增加,地面對(duì)a的支持力不變

C.繩的張力減小,斜面對(duì)b的支持力增加,地面對(duì)a的支持力增加

D.繩的張力增加,斜面對(duì)b的支持力增加,地面對(duì)a的支持力增加

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系,甲、乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車(chē)的質(zhì)量,m為砂和砂桶的質(zhì)量, m0為滑輪的質(zhì)量。力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大小。

1實(shí)驗(yàn)時(shí),一定要進(jìn)行的操作是________。

A用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量

B將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高,以平衡摩擦力

C小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車(chē),打出一條紙帶,同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)

D為減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M。

2甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度為_(kāi)_______m/s2結(jié)果保留三位有效數(shù)字

3甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo),畫(huà)出的a-F圖象是一條直線,圖線與橫坐標(biāo)的夾角為θ,求得圖線的斜率為k,則小車(chē)的質(zhì)量為_(kāi)___________。

A B C D

4乙同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出如圖所示的a-F圖線,該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問(wèn)題是

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