【題目】如圖所示，半徑 R ＝3.6 m 的光滑絕緣圓弧軌道，位于豎直平面內(nèi)，與長L＝5 m的絕緣水平傳送帶平滑連接，傳送帶以v ＝5 m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶右側(cè)空間存在互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場強(qiáng)度E＝20 N/C，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝2.0 T，方向垂直紙面向外。a為m1＝1.0×10－3 kg的不帶電的絕緣物塊，b為m2＝2.0×10－3kg、q＝1.0×10－3C帶正電的物塊。b靜止于圓弧軌道最低點(diǎn)，將a物塊從圓弧軌道頂端由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)與b發(fā)生彈性碰撞（碰后b的電量不發(fā)生變化）。碰后b先在傳送帶上運(yùn)動(dòng)，后離開傳送帶飛入復(fù)合場中，最后以與水平面成60°角落在地面上的P點(diǎn)(如圖)，已知b物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1。（ g 取10 m/s2，a、b 均可看做質(zhì)點(diǎn)）求：

（1）物塊 a 運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度及對軌道的壓力；

（2）傳送帶上表面距離水平地面的高度；

（3）從b開始運(yùn)動(dòng)到落地前瞬間， b運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及其機(jī)械能的變化量。

【答案】（1）， ,豎直向下（2）7.5m （3） ，3.2s

【解析】

（1）根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解物塊 a 運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度；根據(jù)牛頓第二定律求解對最低點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力；

（2）a于b碰撞時(shí)滿足動(dòng)量和能量守恒，列式求解b碰后的速度；根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)公式求解b離開傳送帶時(shí)的速度；進(jìn)入復(fù)合場后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)的知識求解半徑，從而求解傳送帶距離地面的高度；

（3）根據(jù)功能關(guān)系求解b的機(jī)械能減少；結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)的知識求解b運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

（1）a物塊從釋放運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)C時(shí)，機(jī)械能守恒，

得：v C＝6 m/s

在C點(diǎn)，由牛頓第二定律：

解得：

由牛頓第三定律，a物塊對圓弧軌道壓力： ，方向豎直向下。

（2）a、b碰撞動(dòng)量守

a、b碰撞能量守恒

解得（，方向水平向左�？刹豢紤]）

b在傳送帶上假設(shè)能與傳送帶達(dá)到共速時(shí)經(jīng)過的位移為s，

得： 加速1s后,勻速運(yùn)動(dòng)0.1s，在傳送帶上運(yùn)動(dòng)，所以b離開傳送帶時(shí)與其共速為

進(jìn)入復(fù)合場后，，所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

由

得：r＝＝5m

由幾何知識解得傳送帶與水平地面的高度：

（3）b的機(jī)械能減少為

b在磁場中運(yùn)動(dòng)的

b在傳送帶上運(yùn)動(dòng)；b運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，給平行板電容器帶一定量的電荷后，將電容器的兩極板A、B分別跟靜電計(jì)的指針和外殼相連。下列說法中正確的是（ ）

A. 將A極板向右移動(dòng)少許，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角將增大

B. 將A極板向左移動(dòng)少許，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角將增大

C. 將B極板向上移動(dòng)少許，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角將減小

D. 將一塊玻璃板插入A、B兩極板之間，靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)角將減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律時(shí)，可以選用如圖所示的各種裝置圖，則以下操作合理的是

A. 選用裝置圖甲研究平拋物體的豎直分運(yùn)動(dòng)時(shí)，可多次改變小球距地面的 高度，但必須控制每次打擊的力度不變

B. 選用裝置圖乙并要獲得穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，豎直管上端A一定要低于水面

C. 選用裝置圖丙并要獲得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，每次不一定從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球

D. 選用裝置圖丙并要獲得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，要以槽口的端點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲,間距L=1.0m的平行長直導(dǎo)軌MN、PQ水平放置,兩導(dǎo)軌左端MP之間接有一阻值為R=0.1Ω的定值電阻,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì).一導(dǎo)體棒ab垂直于導(dǎo)軌放在距離導(dǎo)軌左端d=1.0m,其質(zhì)量m=.01kg,接入電路的電阻為r=0.1Ω,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.1,整個(gè)裝置處在范圍足夠大的豎直方向的勻強(qiáng)磁場中.選豎直向下為正方向,從t=0時(shí)刻開始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,導(dǎo)體棒ab一直處于靜止?fàn)顟B(tài).不計(jì)感應(yīng)電流磁場的影響,當(dāng)t=3s時(shí),突然使ab棒獲得向右的速度v0=10m/s,同時(shí)在棒上施加一方向水平、大小可變化的外力F,保持ab棒具有大小恒為a=5m/s2方向向左的加速度,取g=10m/s2.

(1)求前3s內(nèi)電路中感應(yīng)電流的大小和方向.
(2)求ab棒向右運(yùn)動(dòng)且位移x1=6.4m時(shí)的外力F.
(3)從t=0時(shí)刻開始,當(dāng)通過電阻R的電量q=5.7C時(shí),ab棒正在向右運(yùn)動(dòng),此時(shí)撤去外力F,且磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也開始變化(圖乙中未畫出),ab棒又運(yùn)動(dòng)了x2=3m后停止.求撤去外力F后電阻R上產(chǎn)生的熱量Q.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)情況如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。圖乙是某實(shí)驗(yàn)小組在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖。

（1）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是______。

A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法 C．控制變量法 D．建立物理模型法

（2）小明同學(xué)在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)有下面的一些想法，其中不正確的是______。

A．拉橡皮條時(shí)，彈簧秤、橡皮條、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行，讀數(shù)時(shí)視線要正對彈簧秤刻度

B．橡皮條彈性要好，系橡皮條的細(xì)繩應(yīng)細(xì)一些且長一些，拉結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O時(shí)，拉力要適當(dāng)大些

C．實(shí)驗(yàn)中，先將其中一個(gè)彈簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需調(diào)節(jié)另一個(gè)彈簧秤拉力的大小和方向，把橡皮條另一端的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)

D．實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的另一端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)彈簧秤之間夾角應(yīng)取90°以便于算出合力大小

（3）實(shí)驗(yàn)中，小張同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出了如圖所示的兩個(gè)已知力F1和F2，圖中小正方形的邊長表示2N，根據(jù)平行四邊形定則作出合力F，F1、F2與F的夾角分別為θ1和θ2，下列說法正確的是______。

A．F1=4N B．F=12NC．θ1=45°D．θ1＜θ2

（4）為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性，在重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，結(jié)點(diǎn)O的位置______（填“可以”或“不可以”）變動(dòng)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】帶電粒子從靜止出發(fā)經(jīng)過電場加速后，垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，當(dāng)離開偏轉(zhuǎn)電場時(shí)，決定帶電粒子側(cè)移距離大小的因素是（ ）

A. 帶電粒子質(zhì)量越大，側(cè)移越大 B. 帶電粒子電量越大，側(cè)移越大

C. 加速電壓越低，側(cè)移越大 D. 偏轉(zhuǎn)電壓越高，側(cè)移越大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，空間有一正三棱錐OABC，點(diǎn)A′、B′、C′分別是三條棱的中點(diǎn)�，F(xiàn)在頂點(diǎn)O處固定一正的點(diǎn)電荷，則下列說法中正確的是（ ）

A. A′，B′，C′三點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同

B. △ABC所在平面為等勢面

C. 將一正的試探電荷從A′點(diǎn)沿直線A′B′移到B′點(diǎn)，靜電力對該試探電荷先做正功后做負(fù)功

D. 若A′點(diǎn)的電勢為φA′，A點(diǎn)的電勢為φA，則A′A連線中點(diǎn)D處的電勢φD一定小于

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積為S，電阻為R．線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開計(jì)時(shí)（ ）

A. 當(dāng)轉(zhuǎn)過60°時(shí)，感應(yīng)電流的瞬時(shí)值為

B. 當(dāng)轉(zhuǎn)過60°時(shí)，感應(yīng)電流的瞬時(shí)值為

C. 在轉(zhuǎn)過60°過程中，感應(yīng)電動(dòng)勢的平均值為

D. 當(dāng)轉(zhuǎn)過90°過程中，感應(yīng)電流的有效值為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M.實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮。?/span>

（1）實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行．接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是____．

A．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)

B．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)

C．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)

（2）實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是____．

A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

D．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

（3）下圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：sAB＝4.22 cm、sBC＝4.65 cm、sCD＝5.08 cm、sDE＝5.49 cm，sEF＝5.91 cm，sFG＝6.34 cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz，則小車的加速度大小a＝________m/s2.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

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