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【題目】如圖所示，光滑絕緣的半圓形圓弧軌道ACD，固定在豎直面內，軌道處在垂直于軌道平面向里的勻強磁場中，半圓弧的直徑AD水平，因弧的半徑為R，勻強磁場的磁感應強度為B，在A端由靜止釋放一個帶正電荷質量為m的金屬小球甲，結果小球甲連續(xù)兩次通過軌道最低點C時，對軌道的壓力差為ΔF，小球運動過程始終不脫離軌道，重力加速度為g.求：

（1）小球甲經過軌道最低點C時的速度大小；

（2）小球甲所帶的電量；

（3）若在圓弧軌道的最低點C放一個與小球甲完全相同的不帶電的金屬小球乙，讓小球甲仍由軌道的A端由靜止釋放，則甲球與乙球發(fā)生彈性碰撞后的一瞬間，乙球對軌道的壓力.（不計兩球間靜電力的作用）

【答案】（1）（2）（3）3mg-，方向豎直向下

【解析】（1）由于小球甲在運動過程中，只有重力做功，因此機械能守恒，運動到C點時，

mgR=mvC2

求得

（2）小球甲第一次通過C點時.

第二次通過C點時

由題意知ΔF=F2-F1

求得

（3）因為甲球與乙球在最低點發(fā)生的是彈性碰撞，則

mvc=mv甲+ mv乙

求得v甲=0，v乙= vc

設碰撞后的一瞬間，軌道對乙的支持力大小為F乙，方向經直向上，則

求得F乙=3mg-

根據牛頓第三定律可知，此時球乙對軌道的壓力大小為3mg-，方向豎直向下

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）在“利用沙擺描繪振動圖象”的實驗中，將細沙倒在漏斗中，當細沙漏出的同時，讓沙擺擺動起來，一段時間后，形成的長條形沙堆如圖1所示：兩邊高且粗，中間低且細。

①如果在沙擺擺動的同時勻速拉動下方紙板（紙板上的虛線O1O2位于沙漏靜止時的正下方），則一段時間后，形成如圖2所示的曲線沙堆。分析可知，曲線沙堆在與虛線O1O2 垂直距離__________（選填“近”或“遠”）的位置低且細。

②圖3為圖2中紙板上曲線沙堆的俯視圖，沿沙擺振動方向建立x軸，沿O1O2方向建立t軸，就利用沙堆曲線得到了沙擺的振動圖象。請說明為什么要勻速拉動下方紙板。

_____________________________________________________________________________

（2）用如圖4所示的裝置驗證牛頓第二定律。

①除了圖4中所給器材以及交流電源和導線外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是____________（選填正確選項的字母）。

A．秒表

B．天平（含砝碼）

C．彈簧測力計

D．刻度尺

②實驗前平衡小車與木板間摩擦力的做法是：把實驗器材安裝好，先不掛重物，將小車放在木板上，后面固定一條紙帶，紙帶穿過打點計時器。用墊塊把木板一端墊高，接通打點計時器，讓小車以一定初速度沿木板向下運動，并不斷調節(jié)木板的傾斜度，直到小車拖動紙帶沿木板做_______運動。

③為使砂桶和砂的總重力在數值上近似等于小車運動時受到的拉力，需滿足的條件是砂桶及砂的總質量_____小車的總質量。(選填“遠大于”“遠小于”或“近似等于”)

④實驗中打出的一條紙帶的一部分如圖５所示。紙帶上標出了連續(xù)的3個計數點A、B、C，相鄰計數點之間還有4個點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打點計時器打B點時，小車的速度vB=__________m/s。多測幾個點的速度做出v-t圖像，就可以算出小車的加速度。

⑤為研究加速度和力的關系，要保證______________的總質量不變，改變砂桶內砂的質量，重復做幾次實驗，通過實驗數據來研究加速度和力的關系。

⑥在研究加速度與質量的關系時，要保證的砂和砂桶的質量不變。若砂和砂桶的質量m與小車的總質量M間的關系不滿足第③問中的條件，由實驗數據作出a和的圖線，則圖線應如圖6中的__________所示（選填正確選項的字母）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的xoy平面內，以（0，R）為圓心，R為半徑的圓形區(qū)域內有垂直于xoy平面向里的勻強磁場（用B1表示，大小未知）；x軸下方有一直線MN，MN與x軸相距為），x軸與直線MN間區(qū)域有平行于y軸的勻強電場，電場強度大小為E；在MN的下方有矩形區(qū)域的勻強磁場，磁感應強度大小為B2，磁場方向垂直于xOy平面向外。電子a、b以平行于x軸的速度v0分別正對點、A（0，2R）點射入圓形磁場，偏轉后都經過原點O進入x軸下方的電場。已知電子質量為m，電荷量為e， ，不計電子重力。

（1）求磁感應強度B1的大�。�

（2）若電場沿y軸負方向，欲使電子a不能到達MN，求的最小值；

（3）若電場沿y軸正方向， ，欲使電子b能到達x軸上且距原點O距離最遠，求矩形磁場區(qū)域的最小面積。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】脈沖星的本質是中子星，具有在地面實驗室無法實現的極端物理性質，是理想的天體物理實驗室，對齊進行研究，有希望得到許多重大物理學問題的答案，譬如：脈沖星的自轉周期極其穩(wěn)定，準確的時鐘信號為引力波探測、航天器導航等重大科學及技術應用提供了理想工具。2017年8月我國FAST天文望遠鏡首次發(fā)現兩顆太空脈沖星；其中一顆星的自轉周期為T（實際測量為1.83s，距離地球1.6萬光年），假設該星球恰好能維持自轉不瓦解；地球可視為球體，其自轉周期為T0；同一物體在地球赤道上用彈簧秤測得重力為兩極處的0.9倍，已知萬有引力常量為G，則該脈沖星的平均密度ρ及其與地球的平均密度之比正確的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法中正確的是____________。

A．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源的運動和觀察者的運動無關

B．用超聲波被血流反射回來其頻率發(fā)生變化的特點可測血流速度，這是利用多普勒效率

C．在雙縫干涉實驗中，用紅光代替黃光作為入射光可減小干涉條紋的間距

D．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃反射光的影響

E．麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，圖中兩條平行虛線間存有勻強磁場，虛線間的距離為2L，磁場方向垂直紙面向里.abcd是位于紙面內的梯形閉合線圈，ad與bc間的距離為2L且均與ab相互垂直，ad邊長為2L，bc邊長為3L，t=0時刻，c點與磁場區(qū)域左邊界重合現使線圈以恒定的速度沿垂直于磁場區(qū)域邊界的方向穿過磁場區(qū)域，取a→b→c→d→a方向的感應電流為正，則在線圈穿過磁場區(qū)域的過程中，線圈中感應電流I及ab間電勢差Uab隨位移x變化的關系圖線可能是

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，AOB是截面為扇形的玻璃磚的橫截面圖，其頂角θ=76°，今有一細束單色光在橫截面內從OA邊上的點E沿垂直于OA的方向射入玻璃磚，光線直接到達AB面且恰好未從AB面射出．已知OE=OA，cos 53°=0.6.

試求：

①玻璃磚的折射率n；

②光線第一次從OB射出時折射角的正弦值．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】臺球是一項深受人們喜愛的休閑運動，美式臺球中共由大小相同的1個白球（母球）15個花球（色球）組成，又稱花式臺球。如圖在某次擊球過程中，白球以3m/s的速度向右運動與靜止的黑球發(fā)生正碰，假設白球與黑球質量相等，碰撞中沒有機械能損失，將臺球視為質點，通過計算得到兩球碰撞后的運動情況為：

A. 白球靜止，黑球以3m/s的速度向右運動

B. 黑球靜止，白球以3m/s的速度反彈向左運動

C. 白球和黑球都以下1.5m/s的速度向右運動

D. 白球以3m/s的速度反彈向左運動，黑球以3m/s的速度向右運動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2018年我國將實施探月工程第三期任務，將發(fā)射嫦娥五號月球探測器，她是我國首個能夠在地球以外的其他星體上實現降落并自動返回的探測器，她將在月球上降落并實施采集月球樣品的任務。如圖所示為嫦娥五號降落月面的過程示意圖，設月球半徑為R，假設“嫦娥五號”探測器在距月球表面高度為3R的圓形軌道I上做勻速圓周運動，運行周期為T，到達軌道的A點時點火變軌進入橢圓軌道II，到達軌道的近月點B時，再次點火進入近月軌道III繞月做勻速圓周運動，最后將實施降落月球表面任務，已知引力常量為G，則下列說法正確的是

A. 月球的質量可表示為

B. “嫦娥五號”在A、B點變軌過程中動能均增大

C. “嫦娥五號”探測器在軌道III和軌道II上的周期均小于T

D. “嫦娥五號”探測器從遠月點A向近月點B運動的過程中，速度變小

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