【题目】在竖直平面内有与平面平行的匀强电场,一质量为m、带电量为+q的小球从竖直平面的坐标原点O处以某一速度抛出,已知小球经y轴上的某点P点时速度最小,小球经Q点时速度大小与O点的速度大小相同,且xQ=d,yQ=d,如图所示。已知重力加速度为g,求:
(1)电场强度的最小值
(2)若电场强度为(1)中所求的值,则
①小球从O点抛出时的初速度的大小
②小球再次经过x轴的坐标。
【答案】(1)q,方向沿OQ方向 (2)① ②3d
【解析】试题分析:由于小球在O、Q两点的速度大小相等,则小球所受重力和电场力的合力F的方向应与OQ垂直,根据平衡条件可得电场强度的最小值;当E取最小值时,合力,小球运动过程中的加速度为方向与y轴负方向成450角,由于小球在P点速度最小,根据运动学公式即可求得小球从O点抛出时的初速度的大小;画出轨迹根据平抛运动公式和几何关系即可求出小球再次经过x轴的坐标。
(1)由于小球在O、Q两点的速度大小相等,则小球所受重力和电场力的合力F的方向应与OQ垂直,又OQ与x轴的夹角tanθ=1,即θ=450,所以合力与y轴负方向的夹角为θ,如图所示:
有qE=mgcos450,
解得: ,方向沿OQ方向
(2) ①当E取最小值时,合力,小球运动过程中的加速度为方向与y轴负方向成450角,由于小球在P点速度最小,则P点O、Q两点对称,易得P点坐标为(0,d)。在P点,小球速度方向应沿OQ方向,设P点的速度为v,
易得:
解得: ,
在O点的速度v0应有:
解得:
②设小球运动轨迹与x轴交点为R,小球从P到R做类平抛运动,设PMS交x轴为N,RS与PS垂直,
有
位移关系为:
根据几何关系有:
解得:
所以:
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【题目】如图所示,宽为L的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔,其下沿离地高h=1.2m,离地高H=2m的质点与障碍物相距为x,在障碍物以vo=4m/s匀速向左运动的同时,质点自由下落.忽略空气阻力, ,则以下正确的是( )
A. L=1m,x=1m时小球可以穿过矩形孔
B. L=0.8m,x=0.8m时小球可以穿过矩形孔
C. L=0.6m,x=1m时小球可以穿过矩形孔
D. L=0.6m,x=1.2m时小球可以穿过矩形孔
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【题目】如图(a)所示,在竖直平面内建立直角坐标系xoy,整个空间内都存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场和水平向右的匀强电场,匀强电场的方向与x轴止方向夹角为450。已知带电粒子质量为m、电量为+q,磁感应强度大小为B,电场强度大小E,重力加速度为g.
(1)若粒子在xoy平面内做匀速直线运动,求粒子的速度v0;
(2)t=0时刻的电场和磁场方向如图(a)所示,若电场强度和磁感应强度的大小均不变.而方向随时间周期性的改变,如图(b)所示。将该粒子从原点O由静止释放,在0一时间内的运动轨迹如图(c)虚线OMN所示,M点为轨迹距y轴的最远点,M距y轴的距离为d。已知在曲线上某一点能找到一个和它内切的半径最大的圆,物休经过此点时,相当于以此圆的半径在做圆周运动,这个圆的半径就定义为曲线上这点的曲率半径。求:
①粒子经过M点时曲率半径
②在图中画出粒子从N点回到O点的轨迹。
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【题目】光滑水平平台AB上有一根轻弹簧,一端固定于A,自然状态下另一端恰好在B。平台B端连接两个内壁光滑、半径均为R=0.2m的1/4细圆管轨道BC和CD。D端与水平光滑地面DE相接。E端通过光滑小圆弧与一粗糙斜面EF相接,斜面与水平面的倾角θ可在0°≤θ≤75°范围内变化(调节好后即保持不变)。一质量为m=0.1kg的小物块(略小于细圆管道内径)将弹簧压缩后由静止开始释放,被弹开后以v0=2m/s进入管道。小物块与斜面的滑动摩擦系数为,取g=10m/s2,不计空气阻力
(1)求物块过B点时对细管道的压力大小和方向;
(2)求θ取不同值时,在小物块运动的全过程中产生的摩擦热量Q与tanθ的关系式。
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【题目】(题文)央视《是真的吗》节目做了如下实验:用裸露的铜导线绕制成一根无限长螺旋管,将螺旋管放在水平桌面上,用一节干电池和两磁铁制成一个“小车”,两磁铁的同名磁极粘在电池的正、负两极上,只要将这辆小车推入螺旋管中,小车就会加速运动起来,如图所示。关于小车的运动,以下说法正确的是:( )
A. 将小车上某一磁铁改为S极与电池粘连,小车仍能加速运动,
B. 将小车上两磁铁均改为S极与电池粘连,小车的加速度方向不发生改变
C. 图中小车加速度方向向右
D. 图中小车加速度方向向左
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【题目】电容器充电后就储存了能量,某同学研究电容器储存的能量E与电容器的电容C、电荷量Q及电容器两极间电压U之间的关系。他从等效的思想出发,认为电容器储存的能量等于把电荷从一个极板搬运到另一个极板过程中克服电场力所做的功。为此他做出电容器两极间的电压u随电荷量q变化的图像(如图所示)。按照他的想法,下列说法正确的是( )
A. u-q图线的斜率越大,电容C越大
B. 搬运Δq的电量,克服电场力所做的功近似等于Δq上方小矩形的面积
C. 对同一电容器,电容器储存的能量E与两极间电压U成正比
D. 若电容器电荷量为Q时储存的能量为E,则电容器电荷量为Q/2时储存的能量为E/2
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【题目】北京时间2011年3月11日13时46分,在日本本州岛附近海域发生里氏9.0级强烈地震,地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏,其中放射性物质碘131的衰变方程为,根据有关放射性知识,下列说法正确的是( )
A. Y粒子为粒子
B. 中有53个质子和78个核子
C. 生成的处于激发态,放射射线,射线的穿透能力最强,电离能力也最强
D. 若的半衰期大约是8天,取4个碘原子核,经16天就只剩下1个碘原子核了
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【题目】如图所示,足够长光滑的两平行金属导轨,间距为L,导轨平面与水平面成θ角,定值电阻大小为R。导轨上停放着一根质量为m、电阻为r的金属杆CD,导轨电阻不计,整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上。现用一垂直于金属杆CD的外力F,沿导轨斜面向上拉金属杆,使之由静止开始沿导轨向上做加速度为a的匀加速直线运动,并开始计时。试求:
(1)推导外力F随时间t的变化关系;
(2)在时间t0内通过电阻的电量;
(3)若时间t0末,撤销拉力F,试分析并说明导体棒在撤力以后的速度、加速度的变化情况。
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【题目】在利用碰撞做“验证动量守恒定律”的实验中,实验装置如图甲所示,图中斜槽部分与水平槽部分平滑连接,按要求安装好仪器后开始实验.图中设计有一个支柱(通过调整,可使两球的球心在同一水平线上;上面的小球被碰离开后,支柱立即倒下).先不放被碰小球,重复实验若干次:然后把被碰小球静止放在槽的水平部分的前端边缘支柱体B处(槽口),又重复实验若干次,在白纸上记录下挂于槽口的重锤线在记录纸上的竖直投影点和各次实验时小球落点的平均位置,从左至右依次为O、M、P、N点,测得两小球直径相等,并用刻度尺测出OM、OP、ON的长度,入射小球和被碰小球的质量分别为m1、m2,则:
(1)两小球的直径用螺旋测微器核准相等,测量结果如图乙所示,则两小球的直径均为D=_________cm;
(2)当所测的物理量满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律;
(3)某次实验得出小球的落点情况如图丙所示,图中数据单位统一,假设碰撞动量守恒,两小球质量之比m1:m2=___.
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