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【题目】如图所示,在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B,质量分别为m=0.1kgM=0.3kg,两球中间夹着一根压缩的轻弹簧,原来处于静止状态,同时放开A、B球和弹簧,已知A球脱离弹簧的速度为6m/s,接着A球进入与水平面相切,半径为0.5m的竖直面内的光滑半圆形轨道运动,PQ为半圆形轨道竖直的直径,下列说法正确的是

A. 弹簧弹开过程,弹力对A的冲量大于对B的冲量

B. A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为2m/s

C. A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s

D. 若半圆轨道半径改为0.9m,则A球不能到达Q

【答案】BCD

【解析】试题分析:根据弹簧对A、B的弹力大小关系、作用时间关系分析弹力对A、B冲量关系.弹簧弹开过程,根据动量守恒定律求A球脱离弹簧时B球获得的速度.由机械能守恒定律求A球到达Q点的速度,再由动量定理求A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小.若半圆轨道半径改为0.9m,求出A球到达Q点时的最小速度,再分析A球能否到达Q点.

弹簧弹开两小球的过程,弹力相等,作用时间相同,根据冲量定义可知,弹力对A的冲量大小等于B的冲量大小,A错误;由动量守恒定律,解得A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为,B正确;设A球运动到Q点时速率为v,对A球从P点运动到Q点的过程,由机械能守恒定律可得,解得v=4m/s,根据动量定理,即A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s,C正确;若半圆轨道半径改为0.9m,小球到达Q点的临界速度,对A球从P点运动到Q点的过程,由机械能守恒定律,解得,小于小球到达Q点的临界速度,则A球不能达到Q点,D正确

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图,x为纸面内的一条直线,PNx上的两个点,匀强磁场垂直纸面。两个带电粒子ab分别从PN同时开始在纸面内运动。a的初速度垂直x向上,运动轨迹如图中虚线所示,O为圆心,PC是直径,A是圆周上的点;b的初速度方向是纸面内所有可能的方向。

已知:AO连线垂直xPO=OC=CNa的初速度为vab带等量异种电荷,a的质量为b的两倍,ab间的相互作用力及所受重力不计。

1)求ab的周期之比;

2)若abA点相遇,求b的速度大小;

3b的速度小于某个临界值v0时,ab不可能相遇,求v0的大小。

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【题目】如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域,其边界过原点Oy轴上的点a(0,L)和x轴上的点b。一个不计重力的电子从a点以初速度v0平行于x轴负方向射入磁场,并从b点射出磁场,此时速度方向与x轴负方向的夹角为60°,下列说法中正确的是

A. 电子在磁场中运动的时间为

B. 电子在磁场中运动的时间为

C. 磁场区域的圆心坐标为(-

D. 电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,-L

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【题目】如图所示,纸面内直线ab左侧区域Ⅰ内存在垂直ab向右的匀强电场,直线gh右侧区域Ⅴ内存在垂直gh向左的匀强电场。 直线ab、cd之间区域Ⅱ、直线ef、gh之间区域Ⅳ内存在垂直纸面向里的匀强磁场,直线cd、ef之间区域Ⅲ内存在垂直纸面向外的匀强磁场,图中磁场未画出。区域ⅠⅤ的电场强度大小均为E,区域ⅡⅣ的磁场强度大小均为B。现将质量为m、电荷量为q的带粒子从区域Ⅰ中的A点由静止释放,粒子按某一路径经过上述各区域能回到A点并重复前述过程。已知A点与直线ab间的距离为l,粒子重力不计,各区域足够大,磁场区域的宽度可调节,求:

(1)粒子第一次离开区域Ⅰ时的速度大小;

(2)请在图中画出粒子运动的一条可能轨迹的完整示意图;

(3)直线ab、gh间的距离为多大时,粒子往、返通过区域Ⅲ作圆周运动的圆心距离最小?并求该条件下粒子从A点出发到再次回到A点的时间。

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【题目】如图所示,在同一竖直面上,质量为2m的小球A静止在光滑斜面的底部,斜面高度为H=2L.小球受到弹簧的弹性力作用后,沿斜面向上运动.离开斜面后,运动到最高点时与静止悬挂在此处的小球B发生弹性碰撞(碰撞过程无动能损失),碰撞后球B刚好能摆到与悬点O同一高度,球A沿水平方向抛射落在水平面C上的P点,O点的投影O/P的距离为L/2.已知球B质量为m,悬绳长L,视两球为质点,重力加速度为g,不计空气阻力,求:

(1)球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小;

(2)球A在两球碰撞前一瞬间的速度大小;

(3)弹簧的弹性力对球A所做的功。

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【题目】某同学要测量如图甲所示金属圆环材料的电阻率,已知圆环的半径为r.1)他先用螺旋测微器测量圆环材料圆形横截面的直径 d 如图乙所示,则d=____mm

2)他再用如图丙所示的电路测量该圆环的电阻,图中圆环接入电路的两点恰好位于一条直径,电压表的量程为 5V 。电键 S 闭合,电压表右端接到 a 点时电压表示数 4.5V,电流表示数为 1.8mA接到 b 点的电压表示数为 4.6V,电流表示数为1.6mA 。为了减小电阻的测量误差,他应该把电压表的右端接在_____进行实验(“a”“b”);则圆环接入电路的两点间的电阻值为____Ω;此值____ (“填大偏小准确”)

3)实验中发现电流表损坏,他又找到另外一个量程为 2V,内阻为 R1的电压表 V1 替代电流表完成了实验。实验中电压表 V V1 的示数分别为 U U1,改变滑片位置测得多组 UU1 数据,他作出了 U-U1 图象为一条直线,如图丁所示,测得该直线的斜率为 k,则金属圆环材料的电阻率的表达式为_____ ( rdkR1 表示)

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【题目】质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时,引力势能可表示为,其中G为引力常量,M为地球质量。该卫星原来在半径为R1的轨道I上绕地球做匀速圆周运动,经过椭圆轨道II的变轨过程进入半径为R3圆形轨道III继续绕地球运动,其中P为I轨道与II轨道的切点,Q点为II轨道与III轨道的切点。下列判断正确的是

A. 卫星在轨道I上的动能为

B. 卫星在轨道III上的机械能等于

C. 卫星在II轨道经过Q点时的加速度小于在III轨道上经过Q点时的加速度

D. 卫星在I轨道上经过P点时的速率大于在II轨道上经过P点时的速率

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【题目】某实验小组设计如图(1)所示电路图来测量电源的电动势及内阻,其中待测电源电动势约为2V、内阻较小:所用电压表量程为3V. 内阻非常大。可看作理想电压表

按实验电路图在图(2)中补充完成实物连线___________.

②先将电阻箱电阻调至如图(3)所示,则其电阻读数为__________Ω.闭合开关S,将S1打到b端,读出电压表的读数为1.10V;然后将S1打到a端,此时电压表读数如图(4)所示,则其读数为__________V.根据以上测量数据可得电阻R0=__________Ω.(计算结果保留两位有效数字).

③将S1打到b端,读出电阻箱读数R以及相应的电压表读数U、不断调节电阻箱电阻,得到多组R值与相应的U值,作出 图如图(5)所示,则通过图像可以得到该电源的电动势E=__________V.内阻=__________Ω.(计算结果保留三位有效数字)

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【题目】某实验小组利用气垫导轨探究碰撞中的不变量。实验装置如图1所示,充气的气垫导轨使滑块和导轨之间形成空气膜,从而极大地减小滑块运动过程中的摩擦阻力,同时利用光电门可以准确测量滑块运动过程中的速度大小。

(1)如何检验导轨安放是否水平?以下说法中,哪种做法最好,________。(填AB)

A.将气垫导轨平放在桌上,不打开气源充气,将滑块放到导轨上,若滑块不动,则完成检验

B.将气垫导轨平放在桌上,先打开气源充气,再将滑块放到导轨上,轻推滑块,若滑块先后通过两个光电门时的挡光时间几乎一样,则完成检验

(2)速度的测量:用d表示滑块上挡光板的宽度,t为数字计时显示器显示的滑块挡板经过光电门的时间。则滑块经过光电门时的速度v=________

(3)使用如图2的滑块,进行弹性碰撞的研究,采用的实验步骤如下:

a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB,且使mA<mB

b.给气垫导轨充气,调整旋钮,使导轨处于水平

c.把滑块B静止放置在气垫导轨上两光电门之间

d.将滑块A轻推出去,以某一初速度通过光电门1,记录滑块A档光片的档光时间t1之后与静止的滑块B发生弹性碰撞,记录滑块A、B档光片的档光时间分别为t2t3

e.测得滑块A、B档光片的宽度均为d则,碰撞前A、B两滑块质量与速度乘积之和为________;碰撞后A、B两滑块质量与速度乘积之和为________

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