【題目】如圖所示,空間中有互相垂直的兩組平行金屬板P、Q和M、N,其中板P、Q水平,板P、Q長度為板M、N長度的2倍。其間有一矩形區(qū)域ABCD,AB的長度l1=0.6m,AD的長度為l2=0.2m。當僅在板M、N加上電壓時,將帶正電的小球從A點由靜止釋放,小球恰沿直線AC運動;當僅在板P、Q加上相同電壓時,使該小球從A點沿AB方向水平拋出,小球也能經過C點。取重力加速度g=10 m/s2,板端彼此絕緣靠在一起,不考慮板間的靜電效應,兩次運動中小球的電荷量相同。求小球水平拋出的初速度大小(結果可用根式表示)。
【答案】
【解析】
僅在板M、N上加電壓時,小球水平方向受電場力作用,做勻速運動,豎直方向都做自由落體運動,分別列方程;僅在P、Q上加電壓時,小球做類平拋運動,分別沿水平、豎直方向列方程,聯(lián)立求解即可。
設帶電小球的質量為m,電荷量為q,板間電壓為U,板PQ間距為d,板MN間距為2d
當僅在板M、N上加電壓時,有
小球受電場力為F1=q
小球沿直線從A到C運動過程,設運動時間為t1,則
聯(lián)立得
當僅在P、Q上加電壓時,有
小球受電場力為F2=q
設小球的初速度為v0,做類平拋運動的加速度為a,運動時間為t2,則
由牛頓第二定律得F2+mg=ma
由類平拋運動規(guī)律得
聯(lián)立解得v0= m/s
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【題目】如圖所示,帶著光滑豎直的三角形斜壁固定在水平地面上,放置于斜劈上的光滑小球與套在豎直桿上的小滑塊用輕繩連接,開始時輕繩與斜劈平行.現給小滑塊施加一豎直向上的拉力,使小滑塊沿桿緩慢上升,整個過程中小球始終為脫離斜劈,則有( )
A. 輕繩對小球的拉力逐漸增大
B. 小球對斜劈的壓力先減小后增大
C. 豎直桿對小滑塊的彈力先增大后減小
D. 對小滑塊施加的豎直向上的拉力逐漸增大
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【題目】如圖所示的電路中,A1和A2是完全相同的燈泡,線圈L的電阻可以忽略。下列說法中正確的是( )
A. 合上開關K一段時間后,再斷開開關K切斷電路時,A1閃亮一下后逐漸熄滅,A2逐漸熄滅
B. 合上開關K一段時間后,再斷開開關K切斷電路時,A2閃亮一下后逐漸熄滅,A1逐漸熄滅
C. 合上開關K一段時間后,再斷開開關K切斷電路時,A2立刻熄滅,A1逐漸熄滅
D. 合上開關K一段時間后,再斷開開關K切斷電路時,A1和A2都緩慢熄滅
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【題目】如圖所示,半徑為R的光滑半圓軌道AB豎直固定在一水平光滑的桌面上,軌道最低點B與桌面相切并平滑連接,桌面距水平地面的高度也為R。在桌面上輕質彈簧被a、b兩個小球擠壓(小球與彈簧不拴接),處于靜止狀態(tài)。已知a球的質量為m0,a、b兩球質量比為2∶3。固定小球b,釋放小球a,a球與彈簧分離后經過B點滑上半圓環(huán)軌道并恰能通過軌道最高點A,F保持彈簧形變量不變同時釋放a、b兩球,重力加速度取g,求:
(1)釋放小球前彈簧具有的彈性勢能Ep;
(2)b球落地點距桌子右端C點的水平距離;
(3)a球在半圓軌道上上升的最大高度H。
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【題目】2018年5月21日,我國發(fā)射人類首顆月球中繼衛(wèi)星“鵲橋”,6月14日進入使命軌道——地月拉格朗日L2軌道,為在月球背面著陸的“嫦娥四號”與地球站之間提供通信鏈路。12月8日,我國成功發(fā)射“嫦娥四號”探測器,并于2019年1月3日成功著陸于月球背面,通過中繼衛(wèi)星“鵲橋”傳回了月背影像圖,如圖1所示,揭開了古老月背的神秘面紗。如圖2所示,假設“鵲橋”中繼衛(wèi)星在拉格朗日點L2時,跟月、地兩個大天體保持相對靜止。設地球的質量為月球的k倍,地月間距為L,拉格朗日點L2與月球間距為d。地球、月球和“鵲橋”中繼衛(wèi)星均視為質點,忽略太陽對“鵲橋”中繼星的引力,則下列選項正確的是
A. “鵲橋”中繼衛(wèi)星在拉格朗日點L2時處于平衡狀態(tài)
B. “鵲橋”中繼衛(wèi)星與月球繞地球運動的線速度之比為
C. k、L、d的關系式為
D. k、L、d的關系式為
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【題目】對于分子動理論和物體內能的理解,下列說法正確的是
A. 溫度高的物體內能不一定大,但分子平均動能一定大
B. 當物體溫度降到時,物體分子的熱運動就會停止
C. 當分子間的距離增大時,分子間作用力就一直減小
D. 當分子間作用力表現為斥力時,分子勢能隨分子間距離的減小而增大
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【題目】如圖所示,MN是半徑為R的光滑圓弧,木板B靜止在水平面上,其左端與N點重合,右端放有滑塊A。滑塊C從P點由靜止釋放,恰從M點切入圓軌道,與木板B碰撞后粘為一體,碰撞時間極短,之后,B、C一起沿水平面運動,滑塊A恰好未從B上掉下。已知滑塊A、C的質量均為m,木板B的質量為2m,滑塊A與木板B之間的動摩擦因數為μ1,滑塊C和木板B與地面之間的動摩擦因數均為,滑塊A、滑塊C均可視為質點,重力加速度為g,忽略空氣阻力,水平面足夠長。
求:(1)滑塊C經N點時與木板B碰撞前的瞬間對圓弧軌道的壓力。
(2)滑塊A停止時到N點的水平距離。
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【題目】如圖1所示,某同學設計了一個測量滑塊與木板間的動摩擦因數的實驗裝置,裝有定滑輪的長木板固定在水平實驗臺上,木板上有一滑塊,滑塊右端固定一個動滑輪,鉤碼和彈簧測力計通過繞在滑輪上的輕繩相連,放開鉤碼,滑塊在長木板上做勻加速直線運動.
(1)實驗得到一條如圖2所示的紙帶,相鄰兩計數點之間的時間間隔為0.1s,由圖中的數據可知,滑塊運動的加速度大小是_____m/s2.(計算結果保留兩位有效數字)
(2)讀出彈簧測力計的示數F,處理紙帶,得到滑塊運動的加速度a;改變鉤碼個數,重復實驗.以彈簧測力計的示數F為縱坐標,以加速度a為橫坐標,得到的圖象是縱軸截距為b的一條傾斜直線,如圖3所示.已知滑塊和動滑輪的總質量為m,重力加速度為g,忽略滑輪與繩之間的摩擦.則滑塊和木板之間的動摩擦因數μ=_____.
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【題目】如圖所示,在光滑絕緣水平面上有三個孤立的點電荷Q1、Q、Q2,其中Q恰好靜止不動,Q1、Q2圍繞Q做勻速圓周運動,在運動過程中三個點電荷始終共線.已知Q1、Q2分別與Q相距r1、r2,不計點電荷間的萬有引力,下列說法正確的是( )
A. Q1、Q2的電荷量之比為
B. Q1、Q2的電荷量之比為
C. Q1、Q2的質量之比為
D. Q1、Q2的質量之比為
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