【題目】如圖所示，豎直平面坐標(biāo)系xOy的第一象限有垂直xOy面向外的水平勻強(qiáng)磁場和豎直向上的勻強(qiáng)電場，大小分別為B和E；第四象限有垂直xOy面向里的水平勻強(qiáng)電場，大小也為E；第三象限內(nèi)有一絕緣光滑豎直放置的半徑為R的半圓軌道，軌道最高點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O相切，最低點(diǎn)與絕緣光滑水平面相切于N，一質(zhì)量為m的帶電小球從y軸上(y＞0)的P點(diǎn)沿x軸正方向進(jìn)入第一象限后做圓周運(yùn)動(dòng)，恰好通過坐標(biāo)原點(diǎn)O，且水平切入半圓軌道并沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，過N點(diǎn)水平進(jìn)入第四象限，并在電場中運(yùn)動(dòng)(已知重力加速度為g)．

(1)判斷小球的帶電性質(zhì)并求出其所帶電荷量；

(2)P點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)O至少多高；

(3)若該小球以滿足(2)中OP最小值的位置和對應(yīng)速度進(jìn)入第一象限，通過N點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間t＝2小球距坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離s為多遠(yuǎn)？

【答案】（1）正電，，（2）（3）

【解析】

（1）小球進(jìn)入第一象限正交的電場和磁場后，在垂直磁場的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，說明重力與電場力平衡，qE＝mg①（1分）

得② 小球帶正電。（1分）

（2）小球在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度為v、軌道半徑為r。

有：③（1分）

小球恰能通過半圓軌道的最高點(diǎn)并沿軌道運(yùn)動(dòng)，有：④（1分）

由③④得：⑤（1分）PO的最小距離為：⑥（1分）

（3）小球由O運(yùn)動(dòng)到N的過程中機(jī)械能守恒：mg·2R＋mv2＝mv⑦（1分）

由④⑦得：⑧（1分）

根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性可知，小球從N點(diǎn)進(jìn)入電場區(qū)域后，在x軸方向以速度vN做勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則沿x軸方向有：x＝vNt⑨（1分）

沿電場方向有：z＝at2⑩（1分）（1分）t時(shí)刻小球距O點(diǎn)：（1分）

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】如圖實(shí)所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門B�；瑝K上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(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)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d，如圖實(shí)所示，則d＝ ________mm。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門B的時(shí)間t，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是__________________；

(3)改變鉤碼質(zhì)量，測出對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時(shí)間t，通過描點(diǎn)作出線性圖像，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出________圖像。(選填“t2-F”“-F”或“-F”)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量的帶有圓弧軌道的小車，車的上表面是一段長的粗糙水平軌道，水平軌道左側(cè)連一半徑的光滑圓弧軌道，圓弧軌道與水平軌道在點(diǎn)相切．車右端固定一個(gè)尺寸可以忽略、處于鎖定狀態(tài)的壓縮彈簧，一質(zhì)量的小物塊緊靠彈簧放置，小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)．整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將彈簧解除鎖定，小物塊被彈出，恰能到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)．取，求：

（1）解除鎖定前彈簧的彈性勢能；

（2）小物塊第二次經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度大小；

（3）小物塊與車最終相對靜止時(shí)，它距點(diǎn)的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某游樂園的大型“跳樓機(jī)”游戲，以驚險(xiǎn)刺激深受年輕人的歡迎。某次游戲中，質(zhì)量m=50kg的小明同學(xué)坐在載人平臺(tái)上，并系好安全帶、鎖好安全桿。游戲的過程簡化為巨型升降機(jī)將平臺(tái)拉升100m高度，然后由靜止開始下落，在忽略空氣和臺(tái)架對平臺(tái)阻力的情況下，該運(yùn)動(dòng)可近似看作自由落體運(yùn)動(dòng)。在下落h1=80m時(shí)啟動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)使平臺(tái)開始做勻減速運(yùn)動(dòng)，再下落h2=20m時(shí)剛好停止運(yùn)動(dòng)。取g=10m/s2,求:

(1)下落的過程中小明運(yùn)動(dòng)速度的最大值vm;

(2)落地前20m內(nèi)，小明做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的大小a;

(3)當(dāng)平臺(tái)落到離地面10m高的位置時(shí)，小明對跳樓機(jī)壓力F的大小.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)固定一斜槽，斜槽中放有若干個(gè)直徑均為d的小鐵球，緊靠斜槽末端固定有電磁鐵，閉合開關(guān)K，電磁鐵吸住第1個(gè)小球手動(dòng)敲擊彈性金屬片M，M與觸頭瞬間分開，第1個(gè)小球從O點(diǎn)開始下落，M迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2個(gè)小球當(dāng)?shù)?/span>1個(gè)小球撞擊M時(shí)，M與觸頭分開，第2個(gè)小球從O點(diǎn)開始下落

某興趣小組利用此裝置測定重力加速度，請回答下列問題：

利用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑d，如圖所示，讀數(shù)為______mm．

用刻度尺測出，手動(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí)，若10個(gè)小球下落的總時(shí)間為，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>______保留兩位有效數(shù)字；

若在O點(diǎn)的正下方A點(diǎn)固定一光電門圖中未畫出，測出，小球經(jīng)過光電門的時(shí)間為，則小球通過光電門時(shí)的速度______，可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>______用已知量和測得量的符號(hào)表示

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】對于如圖所示電場中的A、B、C三點(diǎn)，下列判斷正確的是( )

A. B點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大

B. A點(diǎn)的電勢最高

C. 正電荷在B點(diǎn)受到的電場力最大

D. 負(fù)電荷在A點(diǎn)具有的電勢能最大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一小球在一倒立的圓錐筒的內(nèi)壁做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中球與筒內(nèi)壁的摩擦可忽略，此時(shí)小球距離地面的高度為H，球的線速度為v，筒側(cè)壁傾斜角度α不變，則下列說法中正確的是(　　)

A. 小球做圓周運(yùn)動(dòng)的H越高，向心力越大

B. 小球做圓周運(yùn)動(dòng)的H越高，線速度越大

C. 小球做圓周運(yùn)動(dòng)的H越高，角速度越大

D. 小球?qū)?cè)壁的壓力隨高度H變大而減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一列簡諧橫波沿x軸方向傳播，某時(shí)刻的波形圖如圖所示，已知位于x=1m處的質(zhì)點(diǎn)正向下運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是

A. 該波沿x軸負(fù)方向傳播

B. x=3m處的質(zhì)點(diǎn)的振幅為零

C. x=2m處的質(zhì)點(diǎn)此刻具有最大加速度

D. 該時(shí)刻以后，x=2.5m處的質(zhì)點(diǎn)比x=1.5m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】關(guān)于兩個(gè)點(diǎn)電荷間相互作用的電場力，下列說法中正確的是（　�。�

A. 它們是一對作用力與反作用力

B. 電量大的點(diǎn)電荷受力大，電量小的點(diǎn)電荷受力小

C. 當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷間距離增大而電量保持不變時(shí)，這兩個(gè)電場力的大小可能不變

D. 當(dāng)?shù)谌齻�(gè)點(diǎn)電荷移近它們時(shí)，原來兩電荷間相互作用的電場力的大小和方向會(huì)變化

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