【題目】如圖所示,空間存在范圍足夠大且水平向左的勻強(qiáng)電場,虛線ab為其上邊界。在靠近上邊界ab有一絕緣光滑軌道,軌道厚度不計(jì),在軌道上靜止有兩個(gè)大小相同的小球,絕緣不帶電的小球A質(zhì)量為3m,帶電量為+q的小球B質(zhì)量為m。給小球B—向右初速度v0,小球B由N點(diǎn)進(jìn)入電場,一段時(shí)間后小球經(jīng)過N點(diǎn)正下方的P點(diǎn),NP間距。若B球靜止時(shí)給A球一初速度v0,A與B發(fā)生彈性碰撞后進(jìn)入電場,重力加速度為g。求:
(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度的大;
(2)小球A、B再次碰撞前運(yùn)動(dòng)過程中相距的最大距離;
(3)如果保持B的質(zhì)量不變,改變A的質(zhì)量,其他條件不變,A、B小球再次碰撞前運(yùn)動(dòng)過程中相距的最大距離及再次碰撞發(fā)生的高度是否發(fā)生變化?試證明你的結(jié)論。
【答案】(1) (2) (3) A、B小球再次碰撞前運(yùn)動(dòng)過程中相距的最大距離不發(fā)生改變
【解析】(1)B球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),在水平方向做類豎直上拋運(yùn)動(dòng)
則豎直方向上有:
水平方向上有: ,
聯(lián)立解得:
(2)A與B發(fā)生彈性碰撞,由動(dòng)量守恒得:
由能理守恒得:
聯(lián)立解得:
A球不帶電,所以出平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向做自由落體,在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng);B球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng),在水平方向做類豎直上拋運(yùn)動(dòng)(假定向右為上),所以兩球在豎直方向運(yùn)動(dòng)情況相同,始終保持在同一高度。
對(duì)A水平方向上有: ,對(duì)B水平方向上有:
B球在水平方向上的加速度為
所以在飛行過程中A與B的距離為
整理得:
所以當(dāng)時(shí),x有最大值為
(3)設(shè)球A的質(zhì)量為,球B的質(zhì)量為,如果保持B的質(zhì)量不變,改變A的質(zhì)量,A與B發(fā)生彈性碰撞,由動(dòng)量守恒得:
由能量守恒得:
聯(lián)立解得: (與A、B小球的質(zhì)量無關(guān))
所以在飛行過程中A與B的距離為,仍有當(dāng)時(shí),有最大值為
A、B小球再次碰撞前運(yùn)動(dòng)過程中相距的最大距離不發(fā)生改變。同理發(fā)生再次碰撞的時(shí)間始終為,所以再次碰撞點(diǎn)離軌道的高度為,不發(fā)生改變,即再次碰撞發(fā)生在一個(gè)固定高度。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下列四幅圖的有關(guān)說法中正確的是
A. 圖(l)中的α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明了原子核是由質(zhì)子與中子組成
B. 圖(2)中若改用綠光照射,驗(yàn)電器金屬箱一定不會(huì)張開
C. 圖(3)一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),最多能輻射6種不同頻率的光子
D. 圖(4)若原子核C、B能結(jié)合成A時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要釋放能量
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖為一透明材料制成的半球形物體,將半球形物體豎直地固定在水平面EF上,且AB⊥FE,O點(diǎn)為半球形物體的圓心,虛線為平行于EF的半徑,現(xiàn)有一細(xì)光束由半球形物體的右側(cè)面斜射到球心O處,光束與的夾角θ=30°,該光束經(jīng)半球形物體色散后,在水平面的EB間形成一彩色光帶,經(jīng)分析可知光帶中各種色光的折射率介于之間,已知半球體的半徑為10cm, ,求:
①水平面上的光帶寬度為多少?
②現(xiàn)將細(xì)光束繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)θ為多少度時(shí)水平面上的光帶剛好完全消失?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,MN下方有水平向右的勻強(qiáng)電場。半徑為R,內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的絕緣半圓管ADB固定在豎直平面內(nèi),直徑AB垂直于水平虛線MN,圓心O在MN上,一質(zhì)量為m,可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電,電荷量為q的小球從半圓管的A 點(diǎn)由靜止開始滑入管內(nèi),小球從B點(diǎn)穿出后,始終在電場中運(yùn)動(dòng),C點(diǎn)(圖中未畫出)為小球在電場內(nèi)水平向左運(yùn)動(dòng)位移最大時(shí)的位置。已知重力加速度為g,小球離開絕緣半圓管后的加速度大小為。則下列說法正確的是
A. 小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程中做的是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
B. 勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E為
C. 小球在管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)加速度大小為
D. 小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的水平方向位移為
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【題目】如圖所示,用折射率為的透明材料,做成一個(gè)圓錐形的光學(xué)器件,圓錐的底面半徑L,圓錐母線與軸線夾角為600,現(xiàn)用一束橫截面與圓錐底面等大的圓柱狀單色激光束垂直照射該光學(xué)器件的底面(不考慮反射光線),P為垂直于圓錐軸線放置的光屏,已知光速為c,求:
(i) 將光屏放置在離錐頂多遠(yuǎn)處時(shí),屏上的光斑面積最小;
(ii) 保持(i)中屏的位置不變,求離圓錐軸線上方距離為處的光線從照射到玻璃磚到射到屏P上所用的時(shí)間。
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【題目】如圖,半徑為R=2m的四分之一圓軌道和直徑為2m的半圓軌道水平相切于d點(diǎn),兩圓軌道均光滑且在豎直平而內(nèi),可視為質(zhì)點(diǎn)的小球從d點(diǎn)以某一初速度向左進(jìn)入半圓軌道,剛好能通過半圓軌道的最高點(diǎn)a,從a點(diǎn)飛出后落在四分之一圓軌道上的b點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2。則b點(diǎn)與d點(diǎn)的豎直高度差為( )
A. 3m B.
C. 5m D.
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【題目】如圖甲所示,足夠長的兩金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平平行固定,兩導(dǎo)軌電阻不計(jì),且處在豎直向上的磁場中,完全相同的導(dǎo)體棒a、b垂直放置在導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌接觸良好,兩導(dǎo)體棒的電阻均為R=0.5Ω,且長度剛好等于兩導(dǎo)軌間距L,兩導(dǎo)體棒的間距也為L,開始時(shí)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示的規(guī)律變化,當(dāng)t=0.8s時(shí)導(dǎo)體棒剛好要滑動(dòng)。已知L=1m,滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力。求:
(1)每根導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦力的大小及0.8s內(nèi)整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱;
(2)若保持磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T不變,用如圖丙所示的水平向右的力F拉導(dǎo)體棒b,剛開始一段時(shí)間內(nèi)b做勻加速直線運(yùn)動(dòng),一根導(dǎo)體棒的質(zhì)量為多少?
(3)在(2)問條件下a導(dǎo)體棒經(jīng)過多長時(shí)問開始滑動(dòng)?
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【題目】如圖所示,在火星與木星軌道之間有一小行星帶。假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽的引力,并繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列說法正確的是
A. 太陽對(duì)各小行星的引力可能不相同
B. 各小行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期均大于一年
C. 小行星帶內(nèi)各小行星的向心加速度值小于外側(cè)小行星的向心加速度值
D. 小行星帶內(nèi)各小行星圓周運(yùn)動(dòng)的線速度值大于地球公轉(zhuǎn)的線速度值
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,△OMN為玻璃等腰三棱鏡的橫截面。a、b兩束可見單色光從空氣垂直射入棱鏡底面MN(兩束光關(guān)于OO′對(duì)稱),在棱鏡側(cè)面OM、ON上反射和折射的情況如圖所示,則下列說法正確的是_______
A.若光束從玻璃棱鏡中射向空氣,則光束b容易發(fā)生全反射
B.在玻璃棱鏡中,a光的傳播速度小于b光的傳播速度
C.若保持b光入射點(diǎn)位置不變,將光束b順時(shí)針旋轉(zhuǎn),則NO面可能有光線射出
D.用a、b光在同樣的裝置做“雙縫干涉”實(shí)驗(yàn),a光的條紋間距大
E.用a、b照射同一狹縫,b光衍射現(xiàn)象更明顯
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