(15分)如圖,A、B、C三板平行,B板延長線與圓切于P點, C板與圓切于Q點。離子源產(chǎn)生的初速為零、帶電量為q、質(zhì)量為m的正離子被電壓為U0的加速電場加速后沿兩板間中點垂直射入勻強偏轉(zhuǎn)電場,偏轉(zhuǎn)后恰從B板邊緣離開電場,經(jīng)過一段勻速直線運動,進入半徑為r的圓形勻強磁場,偏轉(zhuǎn)后垂直C板打在Q點。(忽略粒子所受重力)(,,偏轉(zhuǎn)電場極板長、板間距,)求:
(1)偏轉(zhuǎn)電壓U;
(2)粒子進入磁場時速度的大小及速度與B板的夾角;
(3)磁感應(yīng)強度B的大小。
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(20分) 能的轉(zhuǎn)化與守恒是自然界普遍存在的規(guī)律,如:電源給電容器的充電過程可以等效為將電荷逐個從原本電中性的兩極板中的一個極板移到另一個極板的過程. 在移動過程中克服電場力做功,電源的電能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能.實驗表明:電容器兩極間的電壓與電容器所帶電量如圖所示.
(1)對于直線運動,教科書中講解了由v-t圖像求位移的方法.請你借鑒此方法,根據(jù)圖示的Q-U圖像,若電容器電容為C,兩極板間電壓為U,證明:電容器所儲存的電場能為.
(2)如圖所示,平行金屬框架豎直放置在絕緣地面上.框架上端接有一電容為C的電容器.框架上一質(zhì)量為m、長為L的金屬棒平行于地面放置,離地面的高度為h.磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與框架平面相垂直.現(xiàn)將金屬棒由靜止開始釋放,金屬棒下滑過程中與框架接觸良好且無摩擦.開始時電容器不帶電,不計各處電阻.
求:a. 金屬棒落地時的速度大小 b. 金屬棒從靜止釋放到落到地面的時間
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,傾角為θ=30°的斜面固定在地面上,物體A與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=,輕彈簧下端固定在斜面底端,彈簧處于原長時上端位于B點,開始時物體A到B的距離為L=1 m,現(xiàn)給A一個沿斜面向下的初速度v0=2 m/s,使物體A開始沿斜面向下運動,物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好被彈回到B點,取g=10 m/s2(不計空氣阻力),求:
(1)物體A第一次運動到B點時的速度大。
(2)彈簧的最大壓縮量.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,質(zhì)量m的小物塊從高為h的坡面頂端由靜止釋放,滑到粗糙的水平臺上,滑行距離l后,以v =" 1" m/s的速度從邊緣O點水平拋出,擊中平臺右下側(cè)擋板上的P點.以O(shè)為原點在豎直面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標系,擋板形狀滿足方程 (單位:m),小物塊質(zhì)量m =" 0.4" kg,坡面高度h =" 0.4" m,小物塊從坡面上滑下時克服摩擦力做功1 J,小物塊與平臺表面間的動摩擦因數(shù)μ = 0.1,g =" 10" m/s2.求
(1)小物塊在水平臺上滑行的距離l ;
(2)P點的坐標.
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(12分)如圖所示,空間存在水平向右的勻強電場. 在豎直平面內(nèi) 建立平面直角坐標系,在坐標系的一象限內(nèi)固定絕緣光滑的半徑為R的1/4圓周軌道AB,軌道的兩端在坐標軸上。質(zhì)量為m的帶正電的小球從軌道的A端由靜止開始滾下,已知重力為電場力的2倍,求:
(1)小球在軌道最低點B時對軌道的壓力;
(2)小球脫離B點后開始計時,經(jīng)過多長時間小球運動到B點的正下方?并求出此時小球距B的豎直高度h是多大?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
(10分)如圖21所示,兩根金屬平行導軌MN和PQ放在水平面上,左端向上彎曲且光滑,導軌間距為L,電阻不計。水平段導軌所處空間有兩個有界勻強磁場,相距一段距離不重疊,磁場Ⅰ左邊界在水平段導軌的最左端,磁感強度大小為B,方向豎直向上;磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強度大小為2B,方向豎直向下。質(zhì)量均為m、電阻均為R的金屬棒a和b垂直導軌放置在其上,金屬棒b置于磁場Ⅱ的右邊界CD處,F(xiàn)將金屬棒a從彎曲導軌上某一高處由靜止釋放,使其沿導軌運動。設(shè)兩金屬棒運動過程中始終與導軌垂直且接觸良好。
(1)若水平段導軌粗糙,兩金屬棒與水平段導軌間的最大摩擦力均為mg,將金屬棒a從距水平面高度h處由靜止釋放。求:
?金屬棒a剛進入磁場Ⅰ時,通過金屬棒b的電流大;
?若金屬棒a在磁場Ⅰ內(nèi)運動過程中,金屬棒b能在導軌上保持靜止,通過計算分析金屬棒a釋放時的高度h應(yīng)滿足的條件;
(2)若水平段導軌是光滑的,將金屬棒a仍從高度h處由靜止釋放,使其進入磁場Ⅰ。設(shè)兩磁場區(qū)域足夠大,求金屬棒a在磁場Ⅰ內(nèi)運動過程中,金屬棒b中可能產(chǎn)生焦耳熱的最大值。
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如圖所示,ABDO是處于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,AB是半徑為R=15m的1/4圓周軌道,半徑OA處于水平位置,BDO是直徑為15m的半圓軌道,D為BDO軌道的中央。一個小球P從A點的正上方距水平半徑OA高H處自由落下,沿豎直平面內(nèi)的軌道通過D點時對軌道的壓力等于其重力的倍。取g=10m/s2。
(1)H的大。
(2)試討論此球能否到達BDO軌道的O點,并說明理由。
(3)小球沿軌道運動后再次落到軌道上的速度的大小是多少?
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如圖所示,從A點以v0=4m/s的水平速度拋出一質(zhì)量m=lkg的小物塊(可視為質(zhì)點),當物塊運動至B點時,恰好沿切線方向進入光滑圓弧軌道BC,經(jīng)圓孤軌道后滑上與C點等高、靜止在粗糙水平面的長木板上,圓弧軌道C端切線水平。已知長木板的質(zhì)量M=4kg,A、B兩點距C點的高度分別為H=0.6m、h=0.15m,R=0.75m,物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5,長木板與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2。g取10m/s2,求:
(1)小物塊運動至B點時的速度大小和方向;
(2)小物塊滑動至C點時,對圓弧軌道C點的壓力;
(3)長木板至少為多長,才能保證小物塊不滑出長木板?
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
如圖所示,光滑半圓弧絕緣軌道半徑為R,OA為水平半徑,BC為豎直直徑。一質(zhì)量為m且始終帶+q電量的小物塊自A處以某一豎直向下的初速度滑下,進入與C點相切的粗糙水平絕緣滑道CM上,在水平滑道上有一輕彈簧,其一端固定在豎直墻上,另一端恰位于滑道的末端C點,此時彈簧處于自然狀態(tài)。物塊運動過程中彈簧最大彈性勢能為EP,物塊被彈簧反彈后恰能通過B點。己知物塊與水平滑道間的動摩擦因數(shù)為μ,直徑BC右側(cè)所處的空間(包括BC邊界)有豎直向上的勻強電場,且電場力為重力的一半。求:
(1) 彈簧的最大壓縮量d;
(2) 物塊從A處開始下滑時的初速度v0.
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