【題目】如圖所示,水平地面上方被豎直線MN分隔成兩部分,M點(diǎn)左側(cè)地面粗糙,與B球間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,右側(cè)光滑。MN右側(cè)空間有一范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng),在O點(diǎn)用長(zhǎng)為R=5m的輕質(zhì)絕緣細(xì)繩,拴一個(gè)質(zhì)量mA=0.04kg,帶電量為q=+2×10-4C的小球A,在豎直平面內(nèi)以v=10m/s的速度做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng),小球A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)與地面剛好不接觸。處于原長(zhǎng)的彈簧左端連在墻上,右端與不帶電的小球B接觸但不粘連,B球的質(zhì)量mB=0.02kg,此時(shí)B球剛好位于M點(diǎn),F(xiàn)用水平向左的推力將B球緩慢推至P點(diǎn)(彈簧仍在彈性限度內(nèi)),MP之間的距離為L(zhǎng)=10cm,推力所做的功是W=0.27J,當(dāng)撤去推力后,B球沿地面向右滑動(dòng)恰好能和A球在最低點(diǎn)處發(fā)生正碰,并瞬間成為一個(gè)整體C(A、B、C均可視為質(zhì)點(diǎn)),速度大小變?yōu)?m/s,方向向左;碰撞前后電荷量保持不變,碰后瞬間立即把勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)镋=6×103N/C,電場(chǎng)方向不變,求:
(1)在A、B兩球碰撞前勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小和方向;
(2)彈簧具有的最大彈性勢(shì)能;
(3)整體C運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力大小。(取g=10m/s2)
【答案】(1),方向豎直向上(2)0.27J(3)3N
【解析】
試題分析:(1)要使小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),必須滿足 F電=Eq=mAg
所以 方向豎直向上
(2)由功能關(guān)系得,彈簧具有的最大彈性勢(shì)能
設(shè)小球B運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)速度為vB,由功能關(guān)系得 vB=5m/s
兩球碰后結(jié)合為C,設(shè)C的速度為v1,由動(dòng)量守恒定律得mAv-mBvB=mCv1
v1=5m/s
(3)加電場(chǎng)后,因Eq-mCg=0.6N
所以C不能做圓周運(yùn)動(dòng),而是做類平拋運(yùn)動(dòng),
設(shè)經(jīng)過時(shí)間t繩子在Q處繃緊,
由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得x=v1t
可得t=1s vy=at=10m/s x=y=R=5m
即繩子繃緊時(shí)恰好位于水平位置,水平方向速度變?yōu)?,以豎直分速度vy開始做圓周運(yùn)動(dòng)
設(shè)到最高點(diǎn)時(shí)速度為v2由動(dòng)能定理得;
得
在最高點(diǎn)由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得;
求得 T=3N
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在一空間有方向相反,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖所示,向外的磁場(chǎng)分布在一半徑為a的圓形區(qū)域內(nèi),向內(nèi)的磁場(chǎng)分布在除圓形區(qū)域外的整個(gè)區(qū)域,該平面內(nèi)有一半徑為b(b>a)的圓形線圈,線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,線圈與半徑為a的圓形區(qū)域是同心圓。從某時(shí)刻起磁感應(yīng)強(qiáng)度開始減小到,則此過程中該線圈磁通量的變化量的大小為( )
A.πB(b2-a2) B.πB(b2-2a2)
C.πB(b2-a2) D.πB(b2-2a2)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線相距2L,通有大小相等、方向相同的恒定電流:a.b.c是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三點(diǎn),左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為L/2、L和3L。關(guān)于這三點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列判斷正確的是
A.a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大
B.b.c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等
C.a.c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同
D.b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩根絕緣細(xì)線分別系住A.b兩個(gè)帶電小球,懸掛在O點(diǎn),當(dāng)兩個(gè)小球靜止時(shí),它們處在同一水平面上,兩細(xì)線與豎直方向間夾角分別為α、β,且α<β,則下列說法正確的是( )
A.兩球質(zhì)量一定有ma<mb
B.兩球帶電量一定有qa>qb
C.若將兩細(xì)線同時(shí)剪斷,則兩球一定同時(shí)落到同一水平地面上
D.若將兩細(xì)線同時(shí)剪斷,落地時(shí),兩球水平位移的大小一定相等
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,兩細(xì)束平行單色光A.b射向置于空氣中橫截面為矩形的玻璃磚的下表面,設(shè)玻璃磚足夠長(zhǎng),若發(fā)現(xiàn)玻璃磚的上表面只有一束光線射出,則下列說法中正確的是( )
A.其中有一束單色光在玻璃磚的上表面發(fā)生了全反射
B.在玻璃中單色光a的傳播速率大于單色光b的傳播速率
C.若光束a恰好能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),則b也能
D.減小光束與玻璃磚下表面間的夾角θ,上表面會(huì)有兩束平行單色光射出
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)量m=50kg的某同學(xué)站在觀光電梯地板上,用速度傳感器記錄了電梯在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化變化情況(以豎直向上為正方向),由圖像提供的信息可知
A.在0~15s內(nèi),觀光電梯上升的高度為25m
B.在0~35s內(nèi),觀光電梯的平均速率為6m/s
C.在20~25s與25~35s內(nèi),觀光電梯的平均速度大小均為10m/s
D.在25~35s內(nèi),觀光電梯在減速上升,該同學(xué)的加速度大小為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,三顆質(zhì)量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓軌道上,設(shè)地球質(zhì)量為M、半徑為R.下列說法正確的是( )
A. 地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為
B. 一顆衛(wèi)星對(duì)地球的引力大小為
C. 兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為
D. 三顆衛(wèi)星對(duì)地球引力的合力大小為
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【題目】關(guān)于時(shí)間和時(shí)刻,下列說法正確的是( )
A. 時(shí)間很長(zhǎng),時(shí)刻很短 B. 第二秒是指時(shí)刻而2秒就是指一段時(shí)間
C. 時(shí)光不能倒流,因此時(shí)間是矢量 D. “北京時(shí)間12點(diǎn)整”其實(shí)指的是時(shí)刻
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,已知傾角為、高為h的斜面固定在水平地面上。一小球從高為H處自由下落,與斜面做無能量損失的碰撞后水平拋出,小球自由下落的落點(diǎn)距斜面左側(cè)的水平距離x滿足一定條件時(shí),小球能直接落到水平地面上,下列說法正確的是( )
A.小球落到地面上的速度大小為
B.x應(yīng)滿足的條件是
C.x應(yīng)滿足的條件是
D.x取不同值時(shí),小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不變
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