【題目】如圖所示,PM是半徑為R的光滑四分之一絕緣軌道,在該軌道內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)次大紅,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。MN水平且足夠長(zhǎng),PM下端與MN相切于M點(diǎn)。質(zhì)量為m的帶正電小球b靜止在水平軌道上,質(zhì)量為2m、電荷量為q的帶正電小球a從P點(diǎn)靜止釋放,在a球進(jìn)入水平軌道后,a、b兩小球間只有靜電力作用,且a、b兩小球始終沒有接觸。帶電小球均可視為點(diǎn)電荷,設(shè)小球b離M點(diǎn)足夠遠(yuǎn),重力加速度為g。求:
(1)小球a剛到達(dá)M點(diǎn)時(shí)速度大小及對(duì)軌道的壓力大;
(2)a、b兩小球系統(tǒng)的電勢(shì)能最大值EP;
(3)a、b兩小球最終的速度va、vb的大小。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】試題分析:(1)從P到M,洛倫茲力、彈力不做功,只有重力做功,由動(dòng)能定理即可求小球到達(dá)M點(diǎn)的速度,根據(jù)牛頓第二定律可求出軌道對(duì)小球的支持力,根據(jù)牛頓第三定律可求出小球?qū)壍赖膲毫Υ笮;?/span>2)進(jìn)入水平軌道,a、b兩小球間只有靜電力作用,當(dāng)兩者速度相等時(shí)兩個(gè)小球系統(tǒng)的電勢(shì)能最大值;(3)由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律可求出兩小球的最終速度大小.
(1)從P到M,洛倫茲力、彈力不做功,只有重力做功
由動(dòng)能定理有:
解得:
由牛頓第二定律有:
解得:
根據(jù)牛頓第三定律得小球?qū)壍赖膲毫?/span>:
(2)兩球速度相等時(shí)系統(tǒng)電勢(shì)能最大,由動(dòng)量守恒定律有:
根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律有:
解得:
(3)由動(dòng)量守恒定律:
由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律有:
解得: ,
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,一面積為0.2m2的金屬環(huán)與一電容為50μF的電容器相連,環(huán)中有垂直于環(huán)面(紙面)向里均勻變化的磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化如圖乙所示,則下列說法正確的是
A. 電容器上極板電勢(shì)高于下極板電勢(shì)
B. 金屬環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為1V
C. 電容器上的電荷量為
D. 若增大電容器的電容,則金屬環(huán)中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)增大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時(shí)刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度靜止釋放,小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn),接著又被彈起離開彈簧,上升到一定高度后再下落,如此反復(fù)。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測(cè)出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示,不計(jì)空氣阻力,下列判斷正確的是
A. t1時(shí)刻小球速度最大
B. t2時(shí)刻小球機(jī)械能最大
C. t1~t2時(shí)間內(nèi),小球的速度先減少后增加
D. t2~t3時(shí)間內(nèi),小球的加速度先減少后增加
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在電流表擴(kuò)大量程的實(shí)驗(yàn)中,要將量程為200μA、內(nèi)阻Rg=500Ω的電流表G改裝成量程為0.2A的電流表,為完成上述改裝,需要______聯(lián)一個(gè)______Ω的電阻 。
(1)用改裝成的電流表,按圖1所示的電路測(cè)量未知電阻Rx。圖2是電路中所需要的器材(虛線框內(nèi)為上述已改裝好的電流表),請(qǐng)按電路圖畫出連線,將所示器材連接成實(shí)驗(yàn)電路____。(要求在閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭處于正確位置)
(2)若測(cè)量未知電阻Rx時(shí),電壓表的示數(shù)為1.2V,而改裝后的電流表的表頭(刻度盤仍為原電流表的刻度)示數(shù)如圖3所示,那么Rx的測(cè)量值為__________Ω。
(3)如果測(cè)量與操作均正確,那么Rx的測(cè)量值將______(選填“大于”或“小于”)Rx的真實(shí)值。
(4)當(dāng)被測(cè)電阻阻值不能估計(jì)時(shí),可采用試接法,如圖所示讓伏特表一端接在電路的a點(diǎn)上,另一端先后接在b點(diǎn)和c點(diǎn),注意觀察兩個(gè)電表的示數(shù).若安培表的示數(shù)有顯著變化,為使測(cè)量誤差小一些,伏特表應(yīng)接在a、______兩點(diǎn)。(填“b”或“c”)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在傾角=37°的絕緣斜面所在空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E = 4.0×103N/C,在斜面底端有一與斜面垂直的絕緣彈性擋板。質(zhì)量m = 0.20kg的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開始滑下,滑到斜面底端以與擋板相碰前的速率返回。已知斜面的高度h = 0.24m,滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)= 0.30,滑塊帶負(fù)電,電量q = 5.0×10-4C。(取重力加速度g = 10m/s2,sin37°= 0.60,cos37°=0.80)求:
(1)滑塊從斜面最高點(diǎn)滑到斜面底端時(shí)的速度大小。
(2)滑塊被擋板彈回能夠沿斜面上升的最大高度。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】2017年9月25日至9月28日期間,微信啟動(dòng)新界面,其畫面視角從人類起源的非洲(左)變成為華夏大地中國(guó)(右)。新照片由我國(guó)新一代靜止軌道衛(wèi)星“風(fēng)云四號(hào)”拍攝,見證著科學(xué)家15年的辛苦和努力。下列說法正確的是
A. “風(fēng)云四號(hào)”可能經(jīng)過無(wú)錫正上空
B. “風(fēng)云四號(hào)”的向心加速度大于月球的向心加速度
C. 與“風(fēng)云四號(hào)”同軌道的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能都相等
D. “風(fēng)云四號(hào)”的運(yùn)行速度大于7.9km/s
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖為一有界勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向?yàn)樗椒较颍ǚ较蛭礃?biāo)明),—帶電微粒以某一角度θ從電場(chǎng)的a點(diǎn)斜向上方射入,沿直線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),可以肯定
A. 電場(chǎng)中a點(diǎn)的電勢(shì)低于b點(diǎn)的電勢(shì)
B. 微粒在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度
C. 微粒在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在b點(diǎn)的電勢(shì)能
D. 從a到b的過程中,微粒電勢(shì)能變化的絕對(duì)值小于其動(dòng)能變化的絕對(duì)值
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一顆科學(xué)資源探測(cè)衛(wèi)星的圓軌道經(jīng)過地球兩極上空,運(yùn)動(dòng)周期為T=1.5h,某時(shí)刻衛(wèi)星經(jīng)過赤道上A城市上空.已知:地球自轉(zhuǎn)周期T0(24h),地球同步衛(wèi)星軌道半徑r,萬(wàn)有引力常量為G,根據(jù)上述條件( )
A. 可以計(jì)算衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的圓軌道半徑
B. 可以計(jì)算地球的質(zhì)量
C. 可以計(jì)算地球表面的重力加速度
D. 可以斷定,再經(jīng)過12h衛(wèi)星第二次到達(dá)A城市上空
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,某一空間存在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),三種速度不同的質(zhì)子從同一點(diǎn)沿垂直電場(chǎng)線和磁感線方向射入場(chǎng)區(qū),其軌跡為圖中I、II、III三條虛線,設(shè)質(zhì)子沿軌跡I、II、III進(jìn)入場(chǎng)區(qū)時(shí)速度分別為v1、v2、v3,射出場(chǎng)區(qū)時(shí)速度分別為v1'、v2'、v3',則下列選項(xiàng)正確的是
A. v1>v2>v3,v1'<v2'<v3'
B. v1>v2>v3,v1> v1',v3'> v3
C. v1<v2<v3,v1> v1',v3'> v3
D. v1<v2<v3,v1<v1',v3'< v3
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