（15分）如圖所示，A、B、C是半徑R=5m的圓筒上一圓的三點，O為其圓心，AC垂直O(jiān)B。在圓O平面加一場強E=2.5×103V/m、水平向右、寬度與直徑相同的勻強電場�，F(xiàn)通過圓筒上唯一的小孔A沿AC直徑射入速率為v的一帶電粒子S，粒子質(zhì)量m=2.5×10-7kg、電量q=1.0×10-7C，粒子S恰好能沿曲線直接運動到B點（不計粒子重力和粒子間的相互作用），求：

(1)粒子S的速率v為多大；
(2)若粒子S與筒壁的碰撞是彈性的（粒子S沿半徑方向的分速度碰撞后反向、速度大小不變；垂直半徑方向的分速度碰撞后不變），則粒子S在圓筒中運動的總時間是多少。

（1）50m/s   （2）0.4s

解析
試題分析：（1）粒子運動到B點的時間為t1，加速度a，根據(jù)牛頓第二定律有
qE=ma        （3分）
代入數(shù)據(jù)得a=1000m/s2。          （1分）
根據(jù)運動學(xué)公式，
在AC方向，R=vt1              （2分）
在水平方向，R=at12/2          （2分）
代入數(shù)據(jù)得t1=0.1s，v=50m/s         （2分）
（2）粒子運動軌跡如圖所示，粒子與B點碰撞后沿拋物線運動到C點，然后沿原來的軌跡運動到B點，碰撞后回到A點。根據(jù)對稱性，可知粒子在圓筒中運動的總時間t=0.4s。（說明：只要能夠給出簡單的說明，并給出結(jié)果t=0.4s就給5分）   （5分）
考點：本題考查牛頓第二定律，類平拋運動。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖所示，AB為傾角θ＝37°的斜面軌道，軌道的AC部分光滑，CB部分粗糙。BP為圓心角等于143°，半徑R=1m的豎直光滑圓弧形軌道，兩軌道相切于B點，P、0兩點在同一豎直線上，輕彈簧一端固定在A點,另一自由端在斜面上C點處，現(xiàn)有一質(zhì)量m = 2kg的物塊在外力作用下將彈簧緩慢壓縮到D點后（不栓接）釋放，物塊經(jīng)過C點后，從C點運動到B點過程中的位移與時間的關(guān)系為（式中x單位是m , t單位是s），假設(shè)物塊笫一次經(jīng)過B點后恰能到達P點，（sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)，g取1Om/s2。

試求：（1） 若CD=1m，試求物塊從D點運動到C點的過程中，彈簧對物塊所做的功；
（2） B、C兩點間的距離x
（3） 若在P處安裝一個豎直彈性擋板，小物塊與擋板碰撞時間極短且無機械能損失，小物塊與彈簧相互作用不損失機械能，試通過計算判斷物塊在第一次與擋板碰撞后的運動過程中是否會脫離軌道？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（14分）如圖所示，在豎直放置的鉛屏A的右表面上貼著射線放射P，已知射線實質(zhì)為 高速電子流，放射放出的電子速度v0＝1.0×107m/s．足夠大的熒光屏M與鉛屏A平行放置，相距d ＝2.0×m，其間有水平向左的勻強電場，電場強度大小E＝2.5×104N/C．已知電子電量e＝1.6×10-19C，電子質(zhì)量取m＝9.0×10-31kg．求：

（1）電子到達熒光屏M上的動能；
（2）熒光屏上的發(fā)光面積．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分)如圖所示，ABDO是處于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，AB是半徑R＝15m的四分之一圓周軌道，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，試求：

⑴高度H的大��；
⑵討論此球能否到達BDO軌道的O點，并說明理由；
⑶小球沿軌道運動后再次落到軌道上的速度的大小和方向。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（17分）如圖所示，一小球從A點以某一水平向右的初速度出發(fā)，沿水平直線軌道運動到B點后，進入半徑的光滑豎直圓形軌道，圓形軌道間不相互重疊，即小球離開圓形軌道后可繼續(xù)向C點運動，C點右側(cè)有一壕溝，C、D兩點的豎直高度，水平距離，水平軌道AB長為，BC長為，小球與水平軌道間的動摩擦因數(shù)，重力加速度.求：

（1）若小球恰能通過圓形軌道的最高點，求小球在A點的初速度？
（2）若小球既能通過圓形軌道的最高點，又不掉進壕溝，求小球在A點的初速度的范圍是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(15分)如圖所示，在光滑絕緣水平面上，質(zhì)量為m的均勻絕緣棒AB長為L、帶有正電，電量為Q且均勻分布。在水平面上O點右側(cè)有勻強電場，場強大小為E，其方向為水平向左，BO距離為x0，若棒在水平向右的大小為QE/4的恒力作用下由靜止開始運動。求：

⑴棒的B端進入電場L/8時的加速度大小和方向；
⑵棒在運動過程中的最大動能；
⑶棒的最大電勢能。(設(shè)O點處電勢為零)

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，水平光滑軌道AB與豎直半圓形光滑軌道在B點平滑連接，AB段長x=10m，半圓形軌道半徑R=2.5m。質(zhì)量m=0.10kg的小滑塊（可視為質(zhì)點）在水平恒力F作用下，從A點由靜止開始運動，經(jīng)B點時撤去力F，小滑塊進入半圓形軌道，沿軌道運動到最高點C，從C點水平飛出。重力加速度g取10m/s2。

（1）若小滑塊從C點水平飛出后又恰好落在A點。滑塊落回A點時的速度；
（2）如果要使小滑塊在圓弧軌道運動過程中不脫離軌道，求水平恒力F應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）如圖所示，粗糙弧形軌道和兩個光滑半圓軌道組成的S形軌道.光滑半圓軌道半徑為R，兩個光滑半圓軌道連接處CD之間留有很小空隙，剛好能夠使小球通過，CD之間距離可忽略.粗糙弧形軌道最高點A與水平面上B點之間的高度為h.從A點靜止釋放一個可視為質(zhì)點的小球，小球沿S形軌道運動后從E點水平飛出，落到水平地面上，落點到與E點在同一豎直線上B點的距離為.已知小球質(zhì)量m，不計空氣阻力，求：

(1)小球從E點水平飛出時的速度大�。�
(2)小球運動到半圓軌道的B點時對軌道的壓力；
(3)小球從A至E運動過程中克服摩擦阻力做的功.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，豎直放置的半徑的光滑半圓形細(xì)管與水平地面平滑相接，接觸處靜止一質(zhì)量的小球A，另一質(zhì)量的小球B靜止于A右側(cè)�，F(xiàn)給小球B一水平向左的瞬時沖量，后經(jīng)B與 A相碰，碰后瞬間二者結(jié)為一體，恰好能沿細(xì)管運動至最高點。已知小球B與水平地面間的動摩擦因數(shù)，重力加速度g取10m/s2。

（1）A、B結(jié)合體剛進入圓軌道時對軌道的壓力；
（2）小球B在瞬時沖量作用后的速度。

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