【題目】如圖所示,光滑水平地面上方ABCD區(qū)域存在互相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=1×106N/C,方向豎直向上,AD距離為2m,CD高度為1m,一厚度不計(jì)的絕緣長(zhǎng)木板其右端距B點(diǎn)2m,木板質(zhì)量M=2kg,在木板右端放有一帶電量q=+ 1×10-6C的小鐵塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),其質(zhì)量m=0.1kg,小鐵塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)木板施加一水平向右的恒力F1=12.4N,作用1s后撤去恒力,g取10m/s2.
(1)求前1s小鐵塊的加速度大小am,長(zhǎng)木板加速度大小aM;
(2)要使小鐵塊最終回到長(zhǎng)木板上且不與長(zhǎng)木板發(fā)生碰撞,求磁感強(qiáng)度B的最小值;
(3)在t=1s時(shí)再給長(zhǎng)木板施加一個(gè)水平向左的力F2,滿足(2)條件下,要使小鐵塊回到長(zhǎng)木板時(shí)恰能相對(duì)長(zhǎng)木板靜止,求木板的最小長(zhǎng)度(計(jì)算過程π取3.14).
【答案】(1)4m/s2;6m/s2;(2) ;(3)6.925m
【解析】試題分析:分別對(duì)小木塊和長(zhǎng)木板受力分析,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度;由于,此后小鐵塊進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng),鐵塊必定會(huì)與木板碰撞,當(dāng)時(shí)有可能不會(huì)相撞,但B不是最小值,因此要使得小鐵塊與長(zhǎng)木板不發(fā)生碰撞,其圓周運(yùn)動(dòng)半徑r=1m,此時(shí)對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度最小,根據(jù)洛倫茲力提供向心力,求出磁感應(yīng)強(qiáng)度;撤去F后長(zhǎng)木板減速運(yùn)動(dòng),小鐵塊離開長(zhǎng)木板后先在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),出場(chǎng)后豎直上拋,再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求出木板的最小長(zhǎng)度。
(1)當(dāng)F作用在長(zhǎng)木板上時(shí),對(duì)小鐵塊由牛頓第二定律: ,
解得:
對(duì)長(zhǎng)木板:
代入數(shù)據(jù)解得:
(2)由于,此后小鐵塊進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(如圖所示),
當(dāng),鐵塊必定會(huì)與木板碰撞,當(dāng)時(shí)有可能不會(huì)相撞,但B不是最小值,因此要使得小鐵塊與長(zhǎng)木板不發(fā)生碰撞,其圓周運(yùn)動(dòng)半徑r=1m,此時(shí)對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度最小
根據(jù):
速度關(guān)系為:
聯(lián)立解得:
(3)長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)1s末位移為:
速度關(guān)系為:
小鐵塊運(yùn)動(dòng)1s末位移:
撤去F后長(zhǎng)木板減速運(yùn)動(dòng),小鐵塊離開長(zhǎng)木板后先在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),出場(chǎng)后豎直上拋,設(shè)小鐵塊離開長(zhǎng)木板的總時(shí)間
小鐵塊在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間:
小鐵塊出場(chǎng)后上拋與下降的總時(shí)間:
所以:
若小鐵塊回到木板時(shí)不發(fā)生滑動(dòng),則木板速度與小鐵塊相同,此過程木板勻速運(yùn)動(dòng)位移為:
此時(shí)小鐵塊從C點(diǎn)滑上長(zhǎng)木板,距木板右端
代入數(shù)據(jù)得木板的最小長(zhǎng)度:
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖(甲)所示,質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時(shí)刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn),然后又被彈起離開彈簧,上升到一定高度后再下落,如此反復(fù).通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測(cè)出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖(乙)所示,則( 。
A. t1時(shí)刻小球動(dòng)能最大
B. t2時(shí)刻小球動(dòng)能最大
C. t2~t3這段時(shí)間內(nèi),小球的動(dòng)能先增加后減少
D. t2~t3這段時(shí)間內(nèi),小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)物體受外力及形變的說法正確的是( )
A. 有力作用在物體上,物體一定發(fā)生形變,撤去此力形變完全消失
B. 有力作用在物體上,物體不一定發(fā)生形變
C. 力作用在硬物體上,物體不發(fā)生形變;力作用在軟物體上,物體才發(fā)生形變
D. 一切物體受外力作用都要發(fā)生形變,外力撤去,形變不一定完全消失
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào).選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分.每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)
A.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期與振幅無關(guān)
B.在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,光的頻率越低得到的條紋間距越寬
C.在縱波的傳播方向上,某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度等于波的傳播速度
D.泊松亮斑是光的衍射現(xiàn)象,全息照相利用了光的相干性
E.當(dāng)觀察者向靜止的聲源運(yùn)動(dòng)時(shí),接收到的聲音的頻率變小
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【題目】關(guān)于兩物體之間的彈力和摩擦力的關(guān)系,下列說法正確的是( )
A. 一個(gè)物體靜止在另外一個(gè)物體的表面上,它們之間一定不存在靜摩擦力作用
B. 一個(gè)物體靜止在另外一個(gè)物體的表面上,它們之間可能存在靜摩擦力作用
C. 兩物體間的靜摩擦力消失時(shí),彈力一定也同時(shí)消失
D. 當(dāng)兩物體間的彈力消失時(shí),摩擦力仍可存在一段時(shí)間
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】北京時(shí)間2011年2月18日晚6時(shí),在經(jīng)歷了260天的密閉飛行后,中國(guó)志愿者王躍走出“火星﹣500”登陸艙,成功踏上模擬火星表面,在“火星”首次留下中國(guó)人的足跡.王躍擬在“火星”表面進(jìn)行裝置如圖所示的實(shí)驗(yàn),將與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù) μ=0.50滑塊裝上一個(gè)遮光板,沿水平導(dǎo)軌勻減速地依次通過光電門A、B.滑塊通過光電門的速度分別為 v1=4.0m/s、v2=2.0m/s,從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為t=1.0s.試求:
(1)滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a;
(2)光電門A、B之間的距離s;
(3)“火星”的重力加速度g火.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】為了測(cè)量某不規(guī)則小物體的體積,一位同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
(1)將不規(guī)則物體裝入注射器內(nèi);
(2)將注射器和壓強(qiáng)傳感器相連,然后推動(dòng)活塞至某一位置,記錄活塞所在位置的刻度V,壓強(qiáng)傳感器自動(dòng)記錄此時(shí)氣體的壓強(qiáng)p;
(3)重復(fù)上述步驟,分別記錄活塞在其它位置的刻度V和記錄相應(yīng)的氣體的壓強(qiáng)p;
(4)根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),作出-V圖線,推測(cè)出不規(guī)則物體體積。
①根據(jù)圖線,可求得不規(guī)則物體的體積約為_______ml(即cm3)。
②如果在上述實(shí)驗(yàn)過程中,由于注射器內(nèi)氣體的溫度升高,那么,所測(cè)不規(guī)則物體體積值________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
③為提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,操作過程中要注意的事項(xiàng)有_______。
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【題目】如圖所示,兩列簡(jiǎn)諧橫波分別沿x軸正方向和負(fù)方向傳播,兩波源分別位于x=-0.2m和x=1.2m處,兩列波的速度均為v=0.4m/s,兩列波的振幅均為A=2cm.圖示為t=0時(shí)刻兩列波的圖象(傳播方向如圖所示),此刻平衡位置處于x=0.2m和x=0.8m的P、Q兩質(zhì)點(diǎn)剛開始振動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置處于x=0.5m處,關(guān)于各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況判斷正確的是( )
A.t=1s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)M的位移為-4cm
B.t=1s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)M的位移為4cm
C.t=0.75s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P、Q都運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)
D.質(zhì) 點(diǎn)P、Q的起振方向都沿y軸負(fù)方向
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為E=1×104 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一根長(zhǎng)L=2 m的絕緣細(xì)線,一端固定在O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為0.08kg的帶電小球,它靜止時(shí)懸線與豎直方向成37°角,若小球獲得初速度恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),取小球在靜止時(shí)的位置為電勢(shì)能零點(diǎn)和重力勢(shì)能零點(diǎn),cos37°=0.8,g取10 m/s2。下列說法正確( )
A. 小球的帶電荷量q=6×10-5C
B. 小球動(dòng)能的最小值為1J
C. 小球在運(yùn)動(dòng)至圓周軌跡上的最高點(diǎn)時(shí)有機(jī)械能的最小值
D. 小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的電勢(shì)能和機(jī)械能之和保持不變
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