【題目】如圖,ABD為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道,其中AB段是水平的,BD段為半徑R=0.2m的半圓,兩段軌道相切于B點(diǎn),整個(gè)軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)大小E=5.0×103V/m.一不帶電的絕緣小球甲,以速度v0沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng),與靜止在B點(diǎn)帶正電的小球乙發(fā)生彈性碰撞.已知乙球的質(zhì)量為m=1.0×10-2kg,乙所帶電荷量q=2.0×10-5C,甲球質(zhì)量為乙球質(zhì)量的k倍,g取10m/s2.(水平軌道足夠長(zhǎng),甲、乙兩球可視為質(zhì)點(diǎn),整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)電荷轉(zhuǎn)移)
(1)若k=1,且甲乙兩球碰撞后,乙恰能通過(guò)軌道的最高點(diǎn)D,求甲的速度v0;
(2)若k>1,且甲仍以(1)中的速度v0向右運(yùn)動(dòng),求乙在軌道上的首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離范圍.
【答案】(1) ; (2) 。
【解析】
(1)在乙恰能通過(guò)軌道的最高點(diǎn)的情況下,設(shè)乙到達(dá)最高點(diǎn)的速度為vD,乙離開(kāi)D點(diǎn)到達(dá)水平軌道的時(shí)間為t,乙的落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為x,則
①
設(shè)碰撞后甲、乙的速度分別為v甲、v乙,根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律有:
②
③
聯(lián)立②③得:
④
由k=1,則,由動(dòng)能定理得:
⑤
聯(lián)立①④⑤得:
⑥
(2)甲、乙完全彈性碰撞,碰撞后甲、乙的速度分別為v甲、v乙,由②③解得
⑦
又k>1,則,設(shè)乙球過(guò)D點(diǎn)的速度為,由動(dòng)能定理得
⑨
解得:
⑩
設(shè)乙在水平軌道上的落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為,則有:
聯(lián)立得:
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】據(jù)報(bào)道,最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮,其原理如圖所示,炮彈(可視為長(zhǎng)方形導(dǎo)體)置于兩固定的平行導(dǎo)軌之間,并與軌道壁接觸良好,開(kāi)始時(shí)炮彈在導(dǎo)軌的一端,通以電流后炮彈會(huì)被磁力加速,最后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出。設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離d = 0.10 m,導(dǎo)軌長(zhǎng)L= 5.0 m,炮彈質(zhì)量m = 0.30 kg,導(dǎo)軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示,可以認(rèn)為,炮彈在軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),它所在處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終為B=2.0 T,方向垂直于紙面向里.若炮彈出口速度為v = 2.0×103 m/s,求通過(guò)導(dǎo)軌的電流I的大小,忽略摩擦力與重力的影響。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖為一種利用氣墊導(dǎo)軌“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置.
主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:
A. 將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上,將導(dǎo)軌調(diào)至水平.
B. 測(cè)出擋光條的寬度 d.
C. 將滑塊移至圖示位置,測(cè)出擋光條到光電門(mén)的距離l.
D. 釋放滑塊,讀出擋光條通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間t.
E. 用天平稱(chēng)出托盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量m.
F. ……
回答下列問(wèn)題:
(1)在滑塊從靜止釋放到運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)的過(guò)程中,系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少了______.
(2)擋光條通過(guò)光電門(mén)的速率為_____.
(3)為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,還需要測(cè)量的物理量是_______________.(寫(xiě)出物理量的名稱(chēng)及符號(hào))
(4)若要符合機(jī)械能守恒定律的結(jié)論,以上測(cè)得的物理量應(yīng)該滿足的關(guān)系是__________.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道,ab段水平,長(zhǎng)度為2R;bc段是半徑為R的四分之一圓弧,與ab相切于b點(diǎn).一質(zhì)量為m的小球.始終受到與重力大小相等的水平外力F的作用,自a點(diǎn)處從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),重力加速度大小為g.小球從a點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)的過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的是
A. 重力與水平外力合力的沖量等于小球的動(dòng)量變化量
B. 小球?qū)A弧軌道b點(diǎn)和c點(diǎn)的壓力大小都為5mg
C. 小球機(jī)械能的增量為3mgR
D. 小球在到達(dá)c點(diǎn)前的最大動(dòng)能為mgR
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,圓形區(qū)域半徑為R,區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,P為磁場(chǎng)邊界上的最低點(diǎn).大量質(zhì)量均為m,電荷量絕對(duì)值均為q的帶負(fù)電粒子,以相同的速率從P點(diǎn)射入磁場(chǎng)區(qū)域,速度方向沿位于紙面內(nèi)的各個(gè)方向.粒子的軌道半徑為2R,A、C為圓形區(qū)域水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn),粒子重力不計(jì),空氣阻力不計(jì),則
A. 粒子射入磁場(chǎng)的速率為
B. 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為
C. 不可能有粒子從C點(diǎn)射出磁場(chǎng)
D. 若粒子的速率可以變化,則可能有粒子從A點(diǎn)水平射出
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)用多用表進(jìn)行了兩次測(cè)量,指針的位置分別如圖中a和b所示。若多用表的選擇開(kāi)關(guān)處在以下表格中所指的擋位,a和b的相應(yīng)讀數(shù)是多少? 請(qǐng)?zhí)钤诒碇小?/span>
所選擇的檔位 | 指針位置 | |
a | b | |
直流電壓2.5 V | ①________ | |
直流電流50mA | ②________ |
(2)用表盤(pán)為如圖所示的多用電表正確測(cè)量了一個(gè)13Ω的電阻后,需要繼續(xù)測(cè)量一個(gè)阻值大概是2kΩ左右的電阻。在用紅、黑表筆接觸這個(gè)電阻兩端測(cè)量之前,以下哪些操作是必須的。請(qǐng)選擇其中有用的,并按
操作順序?qū)懗觯?/span>__________________。
A.用螺絲刀調(diào)節(jié)表盤(pán)下中間部位的調(diào)零螺絲,使表針指零
B.將紅表筆和黑表筆接觸
C.把選擇開(kāi)關(guān)旋到“×1kΩ”位置
D.把選擇開(kāi)關(guān)旋到“×100Ω”位置
E調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕使表針指著歐姆零點(diǎn)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)量為2kg的物體在水平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng),已知x方向的位移-時(shí)間圖像和y方向的速度-時(shí)間圖像分別如圖甲、乙所示。下列說(shuō)法正確的是
A. 質(zhì)點(diǎn)初速度的方向與合外力方向垂直
B. 3s末質(zhì)點(diǎn)速度大小為10m/s
C. 質(zhì)點(diǎn)的初速度大小為6m/ s
D. 質(zhì)點(diǎn)所受的合外力大小為2N
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某學(xué)習(xí)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“動(dòng)能定理”。他們?cè)跉鈮|導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B,滑塊上固定一遮光條,滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連,傳感器下方懸掛鉤碼,每次滑塊都從A處由靜止釋放。
(1)某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d,如圖乙所示,則d=______mm。
(2)下列實(shí)驗(yàn)要求中必要的一項(xiàng)是_______(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)。
A.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量
B.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)保持滑塊的質(zhì)量M和A、B間的距離L不變,改變鉤碼質(zhì)量m,測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t,通過(guò)描點(diǎn)作出線性圖像,研究滑塊動(dòng)能變化與合外力對(duì)它做功的關(guān)系,處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出的圖像是______ (填寫(xiě) 選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)。
A. B. M-F C. D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的電路中,燈泡A和燈泡B原來(lái)都是正常發(fā)光的,現(xiàn)在突然燈泡A比原來(lái)變暗了些,燈泡B比原來(lái)變亮了些,則電路中出現(xiàn)的故障可能是( )
A. R1、R2同時(shí)短路B. R1短路
C. R3斷路D. R2斷路
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