【題目】如圖所示，一豎直且光滑絕緣的直圓筒底部放置一可視為點(diǎn)電荷的場源電荷A，其電荷量Q＝＋4×10－3C，場源電荷A形成的電場中各點(diǎn)的電勢表達(dá)式為，其中k為靜電力常量，r為空間某點(diǎn)到場源電荷A的距離，現(xiàn)有一質(zhì)量為m＝0.1 kg的帶正電的小球B，它與A球間的距離為a＝0. 4 m，此時(shí)小球B處于平衡狀態(tài)，且小球B在場源電荷A形成的電場中具有的電勢能的表達(dá)式為，其中r為A與B之間的距離．另一質(zhì)量為m的不帶電絕緣小球C從距離B的上方H＝0.8 m處自由下落，落在小球B上立刻與小球B粘在一起以2 m/s的速度向下運(yùn)動(dòng)，它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng)，向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最高點(diǎn)為P(g取10 m/s2，k＝9×109 N·m2/C2)．求：

(1)小球C與小球B碰撞前的速度v0的大��？

(2)小球B的電荷量q為多少？

(3)小球C與小球B一起向下運(yùn)動(dòng)的過程中，最大速度為多少？

【答案】（1）4 m/s（2）4.4×10－9C（3）2.2 m/s

【解析】

（1）小球C自由下落H時(shí)獲得速度v0，由機(jī)械能守恒得mgH＝

解得v0＝＝4 m/s

（2）小球B在碰撞前處于平衡狀態(tài)，對B球由平衡條件得mg＝

代入數(shù)據(jù)得q＝×10－8C≈4.4×10－9 C

（3）設(shè)當(dāng)B和C向下運(yùn)動(dòng)的速度最大為vm時(shí)，與A相距x，對B和C整體，由平衡條件得2mg＝k

代入數(shù)據(jù)得x＝0.28 m

由能量守恒得

代入數(shù)據(jù)得vm＝2.2 m/s

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】(1)甲同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量重力加速度．

①請指出該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處錯(cuò)誤：_____________；__________________.

②若分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度數(shù)值，并在坐標(biāo)系中畫出速度的二次方(v2)與距離(h)的關(guān)系圖線，如圖丙所示，則重力加速度g=________m/s2.

(2)乙同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材測定重力加速度，實(shí)驗(yàn)器材有：底座、帶有標(biāo)尺的豎直桿、光電門1和2組成的光電計(jì)時(shí)器(其中光電門1更靠近小球釋放點(diǎn))，小球釋放器(可使小球無初速釋放)、網(wǎng)兜。實(shí)驗(yàn)時(shí)可用兩光電門測量小球從光電門1運(yùn)動(dòng)至光電門2的時(shí)間t，并從豎直桿上讀出兩光電門間的距離h。

①改變光電門1的位置，保持光電門2的位置不變，小球經(jīng)過光電門2的速度為v，不考慮氣阻力，小球的加速度為重力加速度g，則h、t、g、v四個(gè)物理量之間的關(guān)系為h＝______________________。

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出t圖線，若圖線斜率的絕對值為k，根據(jù)圖線可求出重力加速度大小為_____.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖為兩電源的U－I圖象，則下列說法正確的是 (　　)

A. 電源①的電動(dòng)勢和內(nèi)阻均比電源②大

B. 當(dāng)外接相同的電阻時(shí)，兩電源的輸出功率可能相等

C. 當(dāng)外接同樣的電阻時(shí)，兩電源的效率可能相等

D. 不論外接多大的相同電阻，電源①的輸出功率總比電源②的輸出功率大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示一足夠長的斜面傾角為370，斜面BC與水平面AB圓滑連接質(zhì)量m=2kg的物體靜止于水平面上的M點(diǎn)，M點(diǎn)距B點(diǎn)之間的距離L=9m，物體與水平面和斜面間的動(dòng)摩擦因素均為μ=0.5現(xiàn)使物體受到一水平向右的恒力F=14N作用，運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)撤去該力(sin370=0.6，cos370=0.8，取g=10m/s2)則：

（1）物體在恒力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度是多大？

（2）物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度是多大？

（3）物體沿斜面向上滑行的最遠(yuǎn)距離是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場，板長為，板間距離為d，在板右端處有一豎直放置的熒光屏M.一帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子從兩極板中央射入板間，最后垂直打在M屏上，則下列結(jié)論正確的是( )

A. 板間電場強(qiáng)度大小為mg/q

B. 板間電場強(qiáng)度大小為2mg/q

C. 粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間跟它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間相等

D. 粒子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于它從板的右端運(yùn)動(dòng)到光屏的時(shí)間

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為三個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的v-t圖象，其中A、B兩物體是從不同地點(diǎn)出發(fā)，A、C是從同一地點(diǎn)出發(fā)，則以下說法正確的是( )

A. A、C兩物體的運(yùn)動(dòng)方向相反

B. t = 4 s時(shí)，A、C兩物體相遇

C. t = 4 s時(shí)，A、B兩物體相遇

D. t = 2 s時(shí)，A、B兩物體相距最遠(yuǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,質(zhì)量不計(jì)的活塞把一定質(zhì)量的理想氣體封閉在上端開口的直立圓筒形氣缸中,活塞上堆放細(xì)砂,活塞處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)在對氣體緩慢加熱,同時(shí)不斷取走細(xì)砂,使活塞緩慢上升,直到細(xì)砂全部取走,則在此過程中( )

A. 氣體壓強(qiáng)增大,內(nèi)能可能不變

B. 氣體溫度可能不變,氣體對外做功

C. 氣體的體積增大,壓強(qiáng)減小,對外不做功

D. 氣體對外做功,內(nèi)能一定增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2月13日，平昌冬奧會(huì)女子單板滑雪U型池項(xiàng)目中，我國選手劉佳宇榮獲亞軍，為我國奪得首枚獎(jiǎng)牌。如圖為U型池模型，其中A、B為U型池兩側(cè)邊緣，C為U型池最低點(diǎn)，U型池軌道各處粗糙程度相同。一小球在池邊高h處自由下落由左側(cè)進(jìn)入池中，從右側(cè)飛出后上升的最大高度為h/2，下列說法正確的是

A. 小球再次進(jìn)入池中后，能夠沖出左側(cè)邊緣A然后返回

B. 小球再次進(jìn)入池中后，剛好到達(dá)左側(cè)邊緣A然后返回

C. 由A到C過程與由C到B過程相比，小球損耗機(jī)械能相同

D. 由A到C過程與由C到B過程相比，前一過程小球損耗機(jī)械能較小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】物體作方向不變的直線運(yùn)動(dòng)，若在任意相等位移內(nèi)速度變化量△V相等，則下列說法中正確的是（　�。�

A. 若△V=0，則物體作勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B. 若△V＞0，則物體作勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C. 若△V＞0，則物體作加速度逐漸變大的加速直線運(yùn)動(dòng)

D. 若△V＜0，則物體作加速度逐漸變大的減速直線運(yùn)動(dòng)

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