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【题目】质量为m的带正电小球由空中A点无初速自由下落,在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场,再经过t秒小球又回到A点。不计空气阻力且小球从未落地,则(

A. 整个过程中小球电势能变化了mg2t2

B. 整个过程中小球速度增量的大小为2gt

C. 从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg2t2

D. A点到最低点小球重力势能变化了mg2t2

【答案】B

【解析】

根据运动学公式,抓住位移关系求出电场力和重力的大小关系。根据电场力做功判断电势能的变化,根据动量定理求出整个过程中小球速度增量的大小,运用动能定理可得小球动能变化,根据重力做功判断从A点到最低点小球重力势能变化。

A、自由落体运动的位移x1=gt2,末速度v=gt,设加上电场后的加速度为a,则加上电场后在ts内的位移x2=vt-at2=gt2-at2,因为x2=-x1,解得a=3g,根据牛顿第二定律有a=,所以电场力F=4mg,电场力做功与路径无关,则电场力做的正功W=Fx1=2mg2t2,带电小球电势能减小了2mg2t2,故A错误。

B、整个过程中由动量定理有:Ft-mg2t=mv,解得小球速度增量的大小v=2gt,故B正确。

C、加电场时,物体的速度v=gt,到最低点时末速度为零,则由动能定理可知动能减小了mg2t2,故C错误。

D、ts末加上电场匀减速运动到零的位移:x===,则从A点到最低点的位移:x=+gt2=gt2,则重力做功WG=mg2t2,所以重力势能减小量为mg2t2.故D错误。

故选:B

练习册系列答案
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【题目】某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律.实验装置示意图如下图一所示:

(1)实验步骤:

①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1 m,将导轨调至水平.

②用螺旋测微器测量挡光条的宽度,结果如上图二所示,由此读出________mm.

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离

④将滑块移至光电门1左侧某处,待重物静止不动时,释放滑块,要求重物落地前挡光条已通过光电门2.

⑤从数字计时器(图一中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1Δt2.

⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出重物质量m.

(2)用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式:

②滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1________v2________.

(3)已知当地(重力加速度为g).如果在误差允许的范围内等式________ 成立 ,则可认为验证了机械能守恒定律.(用已测物理量字母表示)

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【题目】如图所示的小车,由右端的光滑弧形斜面、长为L的粗糙水平部分和左端的弹性挡板构成,小车整体质量为2m。小车开始静止在光滑的水平地面上。现在从距小车水平部分高为H的弧形斜面上的P点由静止释放一滑块,滑块质量为m,滑块与小车水平部分的动摩擦系数=0.2,重力加速度为g。求下列问题:

1)若小车固定,滑块第一次刚滑到水平部分的速度大小;

2)若小车不固定,滑块第一次刚滑到水平部分的速度大小;

3)若小车不固定,且滑块与小车挡板的碰撞是弹性碰撞,L=2H,滑块相对小车静止时,滑块距挡板的距离。

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【题目】圆心为O,半径为R的半圆的直径两端。各固定有一般垂直半圆平面的长直导线ab,两导线中通有大小分别为且方向向里的电流。已知长直导线产生磁场的磁感应强度,其中k为常数、l为导线中电流、r为某点到导线的距离,则下列说法中正确的是(

A. 圆心O点处的磁感应强度的方向由a指向b

B. 在直径ab上,磁感应强度为零的点与b点距离为

C. 在半圆上一定存在磁感应强度方向沿半圆切线方向的位置

D. 在半圆上一定存在磁感应强度方向平行于直径ab的位置

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【题目】如图所示,水平放置的光滑平行金属导轨MNPQ处于竖直向下的足够大的匀强磁场中,导轨间距为L,导轨右端接有阻值为R的电阻。一根质量为m,电阻为r的金属棒垂直导轨放置。并与导轨接触良好。现使金属棒以某初速度水平向左运动。它先后经过位置ab后,到达位置c处刚好静止。已知磁场的磁感应强度大小为B,金属棒经过ab处的速度分别为ab间距离等于bc间距离,导轨电阻忽略不计。下列说法中正确的是(

A. 金属棒运动到a处时的加速度大小为

B. 金属棒运动到b处时通过电阻R的电流方向由N指向Q

C. 金属棒在ab过程中通过电阻R的电荷量是bc2

D. 金属棒在a处的速度是其在b处速度2

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【题目】2019410日,人类史上首张黑洞照片发布,照片中是室女座巨椭圆星系M87的黑洞照片,这是黑洞存在最直接的视觉证据。黑洞最初是一个衰老的巨大恒星,它的质量要达到太阳的数十倍以上,恒星不断的发光发热,随着恒星中心的燃料不断消耗,恒星内部能量不足,无法支撑外壳重压,恒星内核开始塌缩。最终,所有物质缩成一个体积接近无限小的点,这便是奇点。奇点会形成强大引力场,吸收周围物质,就连光也会被吸进去,至此黑洞诞生。拍摄黑洞用的是事件视界望远镜,该望远镜收集到的不是我们日常的可见光,而是一种波长比光波更长的亚毫米波,亚毫米波本身是没有颜色的区别,科学家们实际上只能感受到强弱的不同。发布的图片中心黑暗区域正中为黑洞。周围环绕一个新月状光环,一侧亮一些,另一侧暗一些,是因为光环旋转,导致接收者接收到相位和频率变化造成的。根据以上信息下列说法正确是

A. 恒星发光发热是恒星内部的核裂变造成的

B. 环状新月型光环上下两侧不对称是多普勒效应造成的

C. 黑洞的第一宇宙速度是光速

D. 事件视界望远镜收集的亚毫米波比可见光的频率大

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A. 最小值 B. 最大值 C. 最小值 D. 最大值

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(1)两盒间所加交变电压的最大周期T0

(2)t0=0时刻产生的粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后的轨道半径之比;

(3) 时刻产生的粒子到达出口处的时间差。

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2)闭合开关后,无论怎样调节滑动变陧器,电流表和电压表的示数总调不到零,但小灯泡亮度有变化,则故障的原因可能是______(选填abcdefgh)导线断路;

3)排除故障后,移动滑片P,电压表指针所指的位置如图所示,则电压表的读数为______V;(保留两位小数)

4)记下多组对应的电压表和电流表的示数,并绘制出小灯泡的U-I图象,如图所示。根据图象提供的信息,请计算出小灯泡达到额定电压正常工作时的电阻值为______Ω

5)小灯泡的U-I图象是曲线而不是过原点的直线,其原因是______

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