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【题目】如图所示,在界限MN左上方空间存在斜向左下方与水平方向夹角为45°的匀强磁场,场强大小,一半径为R=0.8m光滑绝缘圆弧凹槽固定在水平面上,一个可视为质点的质量m=0.2kg、电荷量大小q=1×105C的带正电金属块P从槽顶端A由静止释放,从槽底端B冲上与槽底端平齐的绝缘长木板Q。长木板Q足够长且置于光滑水平面上,质量为M=1kg。已知开始时长木板有一部分置于电场中,图中C为界限MN与长木板Q的交点,BC间的距离XBC=0.6m,物块P与木板Q之间的动摩擦因数为μ=,取

(1)金属块PA点滑到B点时的速度的大小;

(2)金属块PB点滑上木板Q后到离开电场过程所经历的时间;

(3)金属块P从滑上Q到离开电场的过程中摩擦产生的热量。

【答案】(1) 4m/s (2) 0.2s (3) 0.85J

【解析】

金属块从AB过程,电场力做功为零,电势能不变,由能量守恒定律得

代入数据解得vB=4m/s

B点滑上木板Q后到离开电场过程,金属块做匀减速运动,设加速度为,由牛顿第二定律得:

由速度位移公式得:

代入数据解得

B点滑上木板Q后到离开电场过程所经历的时间:

到金属块P在电场中运动时,设木板的加速度大小,由牛顿第二定律可得

代入数值可求得

所以物块P刚离开电场时,Q板的速度为

物块P离开电场后,系统动量守恒,Q板足够长,设PQ最终共速为v,取向右为正方向,由动量守恒定律有

解得v=0.5 m/s

由能量转化与守恒定律,全过程摩擦产生热量

电场力只在BC段对金属块P做功,

解得Q=0.85J

答:(1)金属块PA点滑到B点时的速度的大小为4m/s
(2)金属块PB点滑上木板Q后到离开电场过程所经历的时间为0.2s
(3)金属块P从滑上Q到离开电场的过程中摩擦产生的热量为0.85J

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某同学利用如图甲装置探究弹簧的弹性势能EP与弹簧伸长量Δx之间的关系。实验步骤如下:

(1)用游标卡尺测量遮光条宽度d。如图乙所示测量值d=__________mm

(2)按图甲竖直悬挂好轻质弹簧,将轻质遮光条水平固定在弹簧下端;在立柱上固定一指针,标示出弹簧不挂重锤时遮光条下边缘的位置,并测出此时弹簧长度x0

(3)测量出重锤质量m,用轻质细线在弹簧下方挂上重锤,测量出平衡时弹簧的长度x1,并按甲图所示将光电门的中心线调至与遮光条下边缘同一高度,已知当地重力加速度为g,则此弹簧的劲度系数k=__________(用题目所给字母符号表示)

(4)用手缓慢地将重锤向上托起,直至遮光条下边缘回到弹簧原长标记指针处(保持细线竖直),迅速释放重锤使其无初速下落,光电门记下遮光条经过的时间△t,则此时弹簧的弹性势能Ep=__________(用题目所给字母符号表示)

(5)换上不同质量的重锤,重复步骤3、4,计算出相关结果,并验证弹性势能Ep与弹簧伸长量△x之间的关系

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【题目】2019年底我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网,大大缩短了车辆通过收费站的时间。若一辆汽车以30m/s的速度驶向高速收费口,到达自动收费装置前做匀减速直线运动,经4s速度减为6m/s,此时刚好到达收费装置且收费完成,司机立即以4m/s2的加速度做匀加速直线运动,直至速度恢复到30m/s。汽车可视为质点,不计收费时间。下列说法正确的是

A.汽车开始减速时距离自动收费装置120m

B.汽车加速7. 5s后速度恢复到30m/s

C.汽车从开始减速到速度恢复到30m/s通过的总路程为180m

D.汽车由于通过自动收费装置耽误的时间为3s

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】沿同一直线运动的甲、乙两物体,其位移-时间图像分别如图中直线和抛物线所示,其中时刻图像有两个交点,由图可知(

A. 乙物体做曲线运动

B. 时刻,乙物体的速度小于甲物体的速度

C. 这段时间内两物体的平均速度相等

D. 这段时间内物体的运动方向未改变

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【题目】一列沿着x 轴正方向传播的横波,在t0 时刻的波形如图所示,此时质点N 位于x 轴上x2.0 m 处。图甲中的某质点的振动图像如图乙所示。关于该波的下列说法正确的是(

A.质点N 的振幅是零

B.该波的波速为0.5 m/s

C.图乙表示的是质点N 的振动图像

D.该波在传播过程中遇到一辆静止的轿车时会发生明显的衍射现象

E.t0 时刻算起,x1.0 m 处的质点比x1.5 m 处的质点后回到平衡位置

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【题目】如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行,在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动.下列说法正确的是

A.不论在轨道1还是在轨道2运行,卫星在P点的速度都相同

B.不论在轨道1还是在轨道2运行,卫星在P点的加速度都相同

C.卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度

D.卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量

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【题目】如图所示为氢原子的能级图,按照玻耳理论,下列说法正确的是(  )

A.当氢原子处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是一样的

B.一个氢原子从n=4能级向基态跃迁,最多可辐射6种不同频率的光子

C.处于基态的氢原子可以吸收14 eV的光子而发生电离

D.氢原子从高能级跃迁到低能级,核外电子的动能减少,电势能增加

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【题目】如图所示,匀强电场中有一圆心角为120°的扇形OAB,且扇形所在的平面平行于电场线、半径OA2m,C点为AB弧的中点。把一个电荷量为1×10-7C的负点电荷由电势为零的某点移到O点克服电场力做功5×10-7J,将该电荷从O点移动到A点电势能增加2×10-7J,将该电荷沿圆弧从A移到C电场力做功4×10-7J,则()

A.O点的电势为5V

B.A点的电势高于O点的电势

C.该电荷在B点的电势能为1×10-7J

D.电场强度大小为2V/m

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【题目】如图所示,足够长的光滑平行金属导轨与水平面成角放置,导轨间距为L且电阻不计,其顶端接有一阻值为R的电阻,整个装置处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下。一质量为m的金属棒以初速度v0由导轨底端M点上滑,经一段时间滑行距离x到达最高点N后,又返回底端M点。金属棒与两导轨始终垂直且接触良好,其接入电路中的电阻为r,重力加速度为g。下列说法正确的是(  )

A.金属棒上滑过程中通过电阻R的电荷量为

B.整个过程中电阻R中的电流先从ba后从ab

C.金属棒下滑时间大于上滑时间

D.金属棒上滑时间为

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