【題目】某研究學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖游戲裝置。整條聯(lián)通的軌道豎直圓軌道與其兩側(cè)水平軌道組成,且圓軌道底部與兩側(cè)水平軌道平滑連接水平軌道FG右端固定一塊豎直擋板N,擋板N的左側(cè)區(qū)域AA'與BB'間有一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向水平向右。在水平軌道的P點(diǎn)靜止釋放一質(zhì)量m=0.02kg,電荷量為q=2×10-3C的帶電小球(可視作點(diǎn)電荷),若小球與N擋板碰撞,電荷量減小為碰前的k倍(k<1,碰撞前后機(jī)械能不變。已知整條軌道均是絕緣光滑的,圓軌道半徑為R=0.3m,AA'與BB'間的電勢(shì)差U=600V,間距為d=0.4m,P點(diǎn)距離BB'為d,不計(jì)空氣阻力,設(shè)BB'處的電勢(shì)為零,則:
(1)小球在P點(diǎn)的電勢(shì)能多大;
(2)k滿足什么條件時(shí),小球與N擋板共碰撞2次,且不脫離圓軌道;
(3)若k=,小球在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總路程為多少?
【答案】(1)0.3J;(2);(3)1.1m
【解析】
(1)PN間場(chǎng)強(qiáng)
E==1500V/m
電勢(shì)差
U1=Ed1=150V
有
qU1=EP-0
求得
EP=0.3J
(2)小球第一次與擋板N碰撞后不能超過(guò)圓心等高處,即
qEd1+kq(-U)≤mgR
求
小球第二次通過(guò)圓最高點(diǎn)
求得
有
qEd1+k2q(-U)≥mg2R+
求得
因此取
(3)小球第一次與擋板碰撞后出電場(chǎng)的條件是
qEd1+kq(-U)≥0
即
k≤
若k=,小球第一次與擋板碰撞后沒(méi)出電場(chǎng),因此
qEd1-kqEx=0
得
x=0.3m
第二次碰撞后卻可以離開(kāi)電場(chǎng)并通過(guò)圓軌道最高點(diǎn),因此在電場(chǎng)中總路程為
s=d1+2x+d=1.1m
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】利用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置探究重物下落過(guò)程中動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化問(wèn)題.實(shí)驗(yàn)操作步驟如下:
A.按實(shí)驗(yàn)要求安裝好實(shí)驗(yàn)裝置;
B.使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,接著先接通電源,后放開(kāi)紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn);
C.如圖乙所示為一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶,O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn).分別測(cè)出若干連續(xù)點(diǎn)A、B、C、…與O點(diǎn)之間的距離h1、h2、h3、…
(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T,重物質(zhì)量為m,重力加速度為g,結(jié)合實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的h1、h2、h3,可得紙帶從O點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過(guò)程中,重物增加的動(dòng)能為________,減少的重力勢(shì)能為________.
(2)取打下O點(diǎn)時(shí)重物的重力勢(shì)能為零,計(jì)算出該重物下落不同高度h時(shí)所對(duì)應(yīng)的動(dòng)能Ek和重力勢(shì)能Ep,建立坐標(biāo)系,橫軸表示h,縱軸表示Ek和Ep,根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)在圖丙中繪出圖線Ⅰ和圖線Ⅱ.已求得圖線Ⅰ斜率的絕對(duì)值為k1,圖線Ⅱ的斜率的絕對(duì)值為k2.則可求出重物和紙帶下落過(guò)程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為________(用k1和k2表示).
(3)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量了重物的直徑,結(jié)果如圖丁所示,則該重物直徑的測(cè)量值為________cm.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的坐標(biāo)平面內(nèi),y軸左側(cè)存在方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=0.20 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在y軸的右側(cè)存在方向垂直紙面向里、寬度d=12.5 cm的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2,某時(shí)刻一質(zhì)量m=2.0×10-8kg、電量q=+4.0×10-4C的帶電微粒(重力可忽略不計(jì)),從x軸上坐標(biāo)為(-0.25 m,0)的P點(diǎn)以速度v=2.0×103m/s沿y軸正方向運(yùn)動(dòng).試求:
(1)微粒在y軸左側(cè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑;
(2)微粒第一次經(jīng)過(guò)y軸時(shí),速度方向與y軸正方向的夾角;
(3)要使微粒不能從右側(cè)磁場(chǎng)邊界飛出,B2應(yīng)滿足的條件.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,圓弧形光滑軌道ABC固定在豎直平面內(nèi),O是圓心,OC豎直,OA水平.A點(diǎn)緊靠一足夠長(zhǎng)的平臺(tái)MN,D點(diǎn)位于A點(diǎn)正上方,如果從D點(diǎn)無(wú)初速度釋放一個(gè)小球,從A點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道,有可能從C點(diǎn)飛出,做平拋運(yùn)動(dòng),落在平臺(tái)MN上.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.只要D點(diǎn)的高度合適,小球可以落在MN上任意一點(diǎn)
B.在由D運(yùn)動(dòng)到M和由C運(yùn)動(dòng)到P的過(guò)程中重力功率都越來(lái)越大
C.由D經(jīng)A、B、C點(diǎn)到P過(guò)程中機(jī)械能守恒
D.如果DA距離為h,則小球經(jīng)過(guò)圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中有同學(xué)各自畫(huà)了以下力的圖,圖中F1、F2是用兩把彈簧秤同時(shí)拉橡皮筋時(shí)各自的拉力,F′是用一把彈簧秤拉橡皮筋時(shí)的拉力;畫(huà)出了F1、F2、F′的圖示,以表示F1、F2的有向線段為鄰邊畫(huà)平行四邊形,以F1、F2交點(diǎn)為起點(diǎn)的對(duì)角線用F表示,在以下四幅圖中,只有一幅圖是合理的,這幅圖是______
(2)在做完實(shí)驗(yàn)后,某同學(xué)將其實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程進(jìn)行了回顧,并在筆記本上記下如下幾條體會(huì),你認(rèn)為他的體會(huì)中正確的是______
A.兩根細(xì)繩套必須等長(zhǎng) |
B.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉繩套時(shí),兩測(cè)力計(jì)的示數(shù)要相同 |
C.若F1、F2方向不變,而大小各增加1 N,則合力的方向也不變,大小也增加1 N |
D.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)合力的圖示F與用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)圖示F′不完全重合,在誤差允許范圍內(nèi),可以說(shuō)明“力的平行四邊形定則”成立 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】跳傘運(yùn)動(dòng)員在下落過(guò)程中(如圖所示),假定傘所受空氣阻力的大小跟下落速度的二次方成正比,即F=kv2,比例系數(shù)k=20 N·s2/m2,跳傘運(yùn)動(dòng)員與傘的總質(zhì)量為72 kg,起跳高度足夠高,則:(g取 10 m/s2)
(1)跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中做什么運(yùn)動(dòng)?收尾速度是多大?
(2)當(dāng)速度達(dá)到4 m/s時(shí),下落加速度是多大?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一質(zhì)量m=2.0 kg的小物塊以一定的初速度沖上一傾角為37°足夠長(zhǎng)的斜面,某同學(xué)利用傳感器和計(jì)算機(jī)做出了小物塊上滑過(guò)程的速度—時(shí)間圖像如圖所示.
(取sin 37°=0.6cos 37°=0.8,g=10 m/s2)求:
(1)小物塊沖上斜面過(guò)程中加速度的大;
(2)小物塊所到達(dá)斜面最高點(diǎn)與斜面底端距離。
(3)小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,在處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖甲所示,在處的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.該波的周期為
B.處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置向y軸正方向振動(dòng)時(shí),處的質(zhì)點(diǎn)在波峰位置
C.在內(nèi)處和處的質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程均為
D.該波的波長(zhǎng)可能為
E.該波的傳播速度可能為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法中正確的是( )
A.物體的速度在某一時(shí)刻等于零,此時(shí)物體一定處于平衡狀態(tài)
B.物體相對(duì)于另一個(gè)物體保持靜止時(shí),該物體一定處于平衡狀態(tài)
C.隨勻速上升的傳送帶一起向上運(yùn)動(dòng)的物體處于平衡狀態(tài)
D.豎直彈簧上端固定,下端掛一個(gè)重物,平衡后用力F將它拉下一段距離后突然撤去力F, 重物仍然處于平衡狀態(tài)
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