【題目】如圖所示,AB是一段長為s的光滑絕緣水平軌道,BC是一段豎直墻面。一帶電量為q(q>0)的小球靜止在A點。某時刻在整個空間加上水平向右、場強(qiáng)E=的勻強(qiáng)電場,當(dāng)小球運動至B點時,電場立即反向(大小不變),經(jīng)一段時間后,小球第一次運動至C點。重力加速度為g。求:
(1)小球由A運動至B的時間t;
(2)豎直墻面BC的高度h;
(3)小球從B點拋出后,經(jīng)多長時間動能最小?最小動能是多少?
【答案】(1)(2)(3)
【解析】
根據(jù)“小球在勻強(qiáng)電場中運動至B點,經(jīng)一段時間后小球第一次運動至C點”可知,本題考查帶電小球在勻強(qiáng)電場中的曲線運動問題,根據(jù)勻變速曲線運動的運動規(guī)律,運用動能定理和分運動的運動學(xué)公式列式計算.
(1)小球由A至B,由牛頓第二定律得:
位移為
聯(lián)立解得運動時間:
(2)設(shè)小球運動至B時速度為vB,則
小球由B運動至C的過程中,在水平方向做加速度為-a的勻變速運動,位移為0,
則:
在豎直方向上做自由落體運動,則
聯(lián)立解得:
(3)從B點拋出后經(jīng)時間t,水平方向、豎直方向速度分別為
經(jīng)時間t合速度v滿足
代入得:
由此,當(dāng)時,最小,最小值,
故小球從B點拋出后,達(dá)動能最小需經(jīng)時間
動能最小值
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【題目】某圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,現(xiàn)有兩個不同的粒子a、b,以不同的速度同時由A點沿AO(O為圓心)方向射入圓形磁場區(qū)域,又同時由C點及B點分別射出磁場,其運動軌跡如圖所示(虛線AB弧長等于磁場圓周長的,虛線AC弧長等于磁場圓周長的),粒子始終在紙面內(nèi)運動,不計粒子重力。則下列說法正確的是
A. a、b粒子在磁場中的運動半徑之比Ra:Rb=3:
B. a、b粒子在磁場中運動的周期之比Ta:Tb=3:4
C. a、b粒子的比荷之比
D. a、b粒子的速率之比
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【題目】如圖所示,左邊容器上端有一個可以在容器內(nèi)無摩擦滑動的質(zhì)量為的活塞,兩容器由裝有閥門的極細(xì)管道相連,兩容器的橫截面的面積均為,容器、活塞和細(xì)管都是絕熱的。開始時閥門關(guān)閉,左邊容器中裝有理想氣體,平衡時活塞到容器底的距離為H,右邊容器內(nèi)為真空,且右邊容器高為2H,F(xiàn)將閥門緩慢打開,活塞便緩慢下降,直至系統(tǒng)達(dá)到新的平衡,此時理想氣體的溫度增加為原來的2.5倍,已知外界大氣壓強(qiáng)為重力加速度為g,求此過程中氣體內(nèi)能的增加量。
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【題目】(1)某研究性學(xué)習(xí)小組使用速度傳感器探究小車的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系,實驗裝置如圖甲所示。為使細(xì)線下端懸掛砝碼和砝碼盤的總重力可視為小車受到的合力,正確的操作是___________
A.小車的質(zhì)量M應(yīng)遠(yuǎn)小于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m
B.實驗前應(yīng)調(diào)節(jié)滑輪高度,使滑輪和小車間的細(xì)線與木板平行的
C.不掛砝碼和砝碼盤,將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,使小車恰好能勻速下滑
D.每次改變小車質(zhì)量后都要重新平衡摩擦力
(2)該組同學(xué)在平衡小車與木板間的摩擦力后,在小車上固定一與運動方向垂直的薄板以增大空氣阻力。用圖乙所示的裝置探究物體受到空氣阻力與運動速度大小間的關(guān)系得到小車(含薄板)的v-t圖像如圖丙所示,該組同學(xué)通過分析得出:隨著運動速度的增加,小車所受的空氣阻力___________(選填“變大”、“不變”或“變小”)的結(jié)論。理由是___________。
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【題目】長為L、相距為d的平行金屬板M、N帶等電量異種電荷,A、B兩帶點粒子分別以不同速度v1、v2從金屬板左側(cè)同時射入板間,粒子A從上板邊緣射入,速度v1平行金屬板,粒子B從下板邊緣射入,速度v2與下板成一夾角θ(θ≠0),如圖所示,粒子A剛好從金屬板右側(cè)下板邊緣射出,同時粒子B剛好從上板邊緣射出且速度方向平行金屬板,兩粒子在板間某點相遇但不相碰,不計粒子重力和空氣阻力,則下列判斷正確的是( )
A. 兩粒子的電荷量不一定相同
B. 兩粒子一定帶異種電荷
C. 粒子B射出金屬板的速度等于v1
D. 相遇時A、B兩粒子的位移大小之比為1:2
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【題目】小明想推動家里的衣櫥,但使出了很大的力氣也沒推動,于是他便想了個妙招,如圖所示,用A、B兩塊木板,搭成一個底角較小的人字形架,然后往中央一站,衣櫥居然被推動了!下列說法正確的是( )
A. 這是不可能的,因為小明根本沒有用力去推衣櫥
B. 這是不可能的,因為無論如何小明的力氣也沒那么大
C. 這有可能,A板對衣櫥的推力有可能大于小明的重力
D. 這有可能,但A板對衣櫥的推力不可能大于小明的重力
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【題目】中國首批隱形戰(zhàn)斗機(jī)已經(jīng)全面投入使用。演習(xí)時,在某一高度水平勻速飛行的戰(zhàn)斗機(jī)離目標(biāo)水平距離L時投彈(投彈瞬間相對戰(zhàn)斗機(jī)的速度為零),可以準(zhǔn)確命中目標(biāo)。若戰(zhàn)斗機(jī)水平飛行高度加倍,飛行速度大小減半,要仍能命中目標(biāo),則戰(zhàn)斗機(jī)投彈時離目標(biāo)的水平距離為(不考慮空氣阻力)( )
A.
B.
C. L
D.
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【題目】如圖所示,電阻R、電容器C與固定在同一水平面上的光滑平行導(dǎo)軌相連,導(dǎo)軌間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場。一導(dǎo)體棒垂直放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌接觸良好,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌電阻不計,F(xiàn)讓導(dǎo)體棒獲得一初速度v0從位置A向右滑動并經(jīng)過B、C兩位置,在導(dǎo)體棒向右滑動的過程中,下列說法正確的是
A. R中的電流從a到b
B. 導(dǎo)體棒向右做勻速滑動
C. 電容器的帶電量逐漸變小
D. 在BC段滑動時導(dǎo)體棒動能的減少量等于電阻R上產(chǎn)生的熱量
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【題目】如圖所示,A、B為一對平行板,板長為l,兩板距離為d,板間區(qū)域內(nèi)充滿著勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直紙面向里,一個質(zhì)量為m,帶電量為+q的帶電粒子自靜止開始經(jīng)M、N兩平行金屬板間的電場加速后,從A、B兩板的中間沿垂直于磁感線的方向射入磁場.(不計粒子的重力)求:
(1)若粒子被加速后進(jìn)入磁場的速度為v0,則它在磁場中做圓周運動的半徑和周期各為多少?
(2)MN兩極板間的電壓U應(yīng)在什么范圍內(nèi),粒子才能從磁場內(nèi)射出?
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