【題目】在豎直平面內(nèi)有與平面平行的勻強電場,一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球從豎直平面的坐標原點O處以某一速度拋出,已知小球經(jīng)y軸上的某點P點時速度最小,小球經(jīng)Q點時速度大小與O點的速度大小相同,且xQ=d,yQ=d,如圖所示。已知重力加速度為g,求:
(1)電場強度的最小值
(2)若電場強度為(1)中所求的值,則
①小球從O點拋出時的初速度的大小
②小球再次經(jīng)過x軸的坐標。
【答案】(1)q,方向沿OQ方向 (2)① ②3d
【解析】試題分析:由于小球在O、Q兩點的速度大小相等,則小球所受重力和電場力的合力F的方向應與OQ垂直,根據(jù)平衡條件可得電場強度的最小值;當E取最小值時,合力,小球運動過程中的加速度為方向與y軸負方向成450角,由于小球在P點速度最小,根據(jù)運動學公式即可求得小球從O點拋出時的初速度的大;畫出軌跡根據(jù)平拋運動公式和幾何關系即可求出小球再次經(jīng)過x軸的坐標。
(1)由于小球在O、Q兩點的速度大小相等,則小球所受重力和電場力的合力F的方向應與OQ垂直,又OQ與x軸的夾角tanθ=1,即θ=450,所以合力與y軸負方向的夾角為θ,如圖所示:
有qE=mgcos450,
解得: ,方向沿OQ方向
(2) ①當E取最小值時,合力,小球運動過程中的加速度為方向與y軸負方向成450角,由于小球在P點速度最小,則P點O、Q兩點對稱,易得P點坐標為(0,d)。在P點,小球速度方向應沿OQ方向,設P點的速度為v,
易得:
解得: ,
在O點的速度v0應有:
解得:
②設小球運動軌跡與x軸交點為R,小球從P到R做類平拋運動,設PMS交x軸為N,RS與PS垂直,
有
位移關系為:
根據(jù)幾何關系有:
解得:
所以:
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【題目】如圖所示,寬為L的豎直障礙物上開有間距d=0.6m的矩形孔,其下沿離地高h=1.2m,離地高H=2m的質(zhì)點與障礙物相距為x,在障礙物以vo=4m/s勻速向左運動的同時,質(zhì)點自由下落.忽略空氣阻力, ,則以下正確的是( )
A. L=1m,x=1m時小球可以穿過矩形孔
B. L=0.8m,x=0.8m時小球可以穿過矩形孔
C. L=0.6m,x=1m時小球可以穿過矩形孔
D. L=0.6m,x=1.2m時小球可以穿過矩形孔
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【題目】如圖(a)所示,在豎直平面內(nèi)建立直角坐標系xoy,整個空間內(nèi)都存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場和水平向右的勻強電場,勻強電場的方向與x軸止方向夾角為450。已知帶電粒子質(zhì)量為m、電量為+q,磁感應強度大小為B,電場強度大小E,重力加速度為g.
(1)若粒子在xoy平面內(nèi)做勻速直線運動,求粒子的速度v0;
(2)t=0時刻的電場和磁場方向如圖(a)所示,若電場強度和磁感應強度的大小均不變.而方向隨時間周期性的改變,如圖(b)所示。將該粒子從原點O由靜止釋放,在0一時間內(nèi)的運動軌跡如圖(c)虛線OMN所示,M點為軌跡距y軸的最遠點,M距y軸的距離為d。已知在曲線上某一點能找到一個和它內(nèi)切的半徑最大的圓,物休經(jīng)過此點時,相當于以此圓的半徑在做圓周運動,這個圓的半徑就定義為曲線上這點的曲率半徑。求:
①粒子經(jīng)過M點時曲率半徑
②在圖中畫出粒子從N點回到O點的軌跡。
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【題目】光滑水平平臺AB上有一根輕彈簧,一端固定于A,自然狀態(tài)下另一端恰好在B。平臺B端連接兩個內(nèi)壁光滑、半徑均為R=0.2m的1/4細圓管軌道BC和CD。D端與水平光滑地面DE相接。E端通過光滑小圓弧與一粗糙斜面EF相接,斜面與水平面的傾角θ可在0°≤θ≤75°范圍內(nèi)變化(調(diào)節(jié)好后即保持不變)。一質(zhì)量為m=0.1kg的小物塊(略小于細圓管道內(nèi)徑)將彈簧壓縮后由靜止開始釋放,被彈開后以v0=2m/s進入管道。小物塊與斜面的滑動摩擦系數(shù)為,取g=10m/s2,不計空氣阻力
(1)求物塊過B點時對細管道的壓力大小和方向;
(2)求θ取不同值時,在小物塊運動的全過程中產(chǎn)生的摩擦熱量Q與tanθ的關系式。
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【題目】(題文)央視《是真的嗎》節(jié)目做了如下實驗:用裸露的銅導線繞制成一根無限長螺旋管,將螺旋管放在水平桌面上,用一節(jié)干電池和兩磁鐵制成一個“小車”,兩磁鐵的同名磁極粘在電池的正、負兩極上,只要將這輛小車推入螺旋管中,小車就會加速運動起來,如圖所示。關于小車的運動,以下說法正確的是:( )
A. 將小車上某一磁鐵改為S極與電池粘連,小車仍能加速運動,
B. 將小車上兩磁鐵均改為S極與電池粘連,小車的加速度方向不發(fā)生改變
C. 圖中小車加速度方向向右
D. 圖中小車加速度方向向左
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【題目】電容器充電后就儲存了能量,某同學研究電容器儲存的能量E與電容器的電容C、電荷量Q及電容器兩極間電壓U之間的關系。他從等效的思想出發(fā),認為電容器儲存的能量等于把電荷從一個極板搬運到另一個極板過程中克服電場力所做的功。為此他做出電容器兩極間的電壓u隨電荷量q變化的圖像(如圖所示)。按照他的想法,下列說法正確的是( )
A. u-q圖線的斜率越大,電容C越大
B. 搬運Δq的電量,克服電場力所做的功近似等于Δq上方小矩形的面積
C. 對同一電容器,電容器儲存的能量E與兩極間電壓U成正比
D. 若電容器電荷量為Q時儲存的能量為E,則電容器電荷量為Q/2時儲存的能量為E/2
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【題目】北京時間2011年3月11日13時46分,在日本本州島附近海域發(fā)生里氏9.0級強烈地震,地震和海嘯引發(fā)福島第一核電站放射性物質(zhì)泄漏,其中放射性物質(zhì)碘131的衰變方程為,根據(jù)有關放射性知識,下列說法正確的是( )
A. Y粒子為粒子
B. 中有53個質(zhì)子和78個核子
C. 生成的處于激發(fā)態(tài),放射射線,射線的穿透能力最強,電離能力也最強
D. 若的半衰期大約是8天,取4個碘原子核,經(jīng)16天就只剩下1個碘原子核了
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【題目】如圖所示,足夠長光滑的兩平行金屬導軌,間距為L,導軌平面與水平面成θ角,定值電阻大小為R。導軌上停放著一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿CD,導軌電阻不計,整個裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直導軌平面向上,F(xiàn)用一垂直于金屬桿CD的外力F,沿導軌斜面向上拉金屬桿,使之由靜止開始沿導軌向上做加速度為a的勻加速直線運動,并開始計時。試求:
(1)推導外力F隨時間t的變化關系;
(2)在時間t0內(nèi)通過電阻的電量;
(3)若時間t0末,撤銷拉力F,試分析并說明導體棒在撤力以后的速度、加速度的變化情況。
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【題目】在利用碰撞做“驗證動量守恒定律”的實驗中,實驗裝置如圖甲所示,圖中斜槽部分與水平槽部分平滑連接,按要求安裝好儀器后開始實驗.圖中設計有一個支柱(通過調(diào)整,可使兩球的球心在同一水平線上;上面的小球被碰離開后,支柱立即倒下).先不放被碰小球,重復實驗若干次:然后把被碰小球靜止放在槽的水平部分的前端邊緣支柱體B處(槽口),又重復實驗若干次,在白紙上記錄下掛于槽口的重錘線在記錄紙上的豎直投影點和各次實驗時小球落點的平均位置,從左至右依次為O、M、P、N點,測得兩小球直徑相等,并用刻度尺測出OM、OP、ON的長度,入射小球和被碰小球的質(zhì)量分別為m1、m2,則:
(1)兩小球的直徑用螺旋測微器核準相等,測量結(jié)果如圖乙所示,則兩小球的直徑均為D=_________cm;
(2)當所測的物理量滿足表達式______________(用所測物理量的字母表示)時,即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律;
(3)某次實驗得出小球的落點情況如圖丙所示,圖中數(shù)據(jù)單位統(tǒng)一,假設碰撞動量守恒,兩小球質(zhì)量之比m1:m2=___.
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