如图所示.竖直平面上有一光滑绝缘半圆轨道.处于水平方向且与轨道平面平行的匀强电场中.轨道两端点A.C高度相同.轨道的半径为R.一个质量为m的带正电的小球从槽右端的A处无初速沿轨道下滑.滑到最低点B时对槽底压力为2mg.求小球在滑动过程中的最大速度. 两位同学是这样求出小球的最大速度的: 甲同学:B是轨道的最低点.小球过B点时速度最大.小球运动过 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

精英家教网如图所示,竖直平面上有一光滑绝缘半圆轨道,处于水平方向且与轨道平面平行的匀强电场中,轨道两端点A、C高度相同,轨道的半径为R.一个质量为m的带正电的小球从槽右端的A处无初速沿轨道下滑,滑到最低点B时对槽底压力为2mg.求小球在滑动过程中的最大速度.
两位同学是这样求出小球的最大速度的:
甲同学:B是轨道的最低点,小球过B点时速度最大,小球运动过程机械能守恒,mgR=
1
2
mv2
,解得小球在滑动过程中的最大速度为v=
2gR

乙同学:B是轨道的最低点,小球过B点时速度最大,小球在B点受到轨道的压力为FN=2mg,由牛顿第二定律有FN-mg=m
v2
R
,解得球在滑动过程中的最大速度v=
gR

请分别指出甲、乙同学的分析是否正确,若有错,将最主要的错误指出来,解出正确的答案,并说明电场的方向.

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如图所示,竖直平面上有一光滑绝缘半圆轨道,处于水平方向且与轨道平面平行的匀强电场中,轨道两端点高度相同,轨道的半径为.一个质量为的带正电的小球从槽右端的处无初速沿轨道下滑,滑到最低点时对槽底压力为2mg.求小球在滑动过程中的最大速度.?

两位同学是这样求出小球的最大速度的:?

甲同学:是轨道的最低点,小球过点时速度最大,小球运动过程机械能守恒,,解得小球在滑动过程中的最大速度为.?

乙同学:是轨道的最低点,小球过点时速度最大,小球在点受到轨道的支持力为,由牛顿第二定律有,解得球在滑动过程中的最大速度为.?

请分别指出甲、乙同学的分析是否正确,若有错,将最主要的错误指出来,解出正确的答案,并说明电场的方向.

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如图所示,竖直平面上有一光滑绝缘半圆轨道,处于水平方向且与轨道平面平行的匀强电场中,轨道两端点A、C高度相同,轨道的半径为R.一个质量为m的带正电的小球从槽右端的A处无初速沿轨道下滑,滑到最低点B时对槽底压力为2mg.求小球在滑动过程中的最大速度.
两位同学是这样求出小球的最大速度的:
甲同学:B是轨道的最低点,小球过B点时速度最大,小球运动过程机械能守恒,mgR=
1
2
mv2
,解得小球在滑动过程中的最大速度为v=
2gR

乙同学:B是轨道的最低点,小球过B点时速度最大,小球在B点受到轨道的压力为FN=2mg,由牛顿第二定律有FN-mg=m
v2
R
,解得球在滑动过程中的最大速度v=
gR

请分别指出甲、乙同学的分析是否正确,若有错,将最主要的错误指出来,解出正确的答案,并说明电场的方向.
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如图所示,竖直平面上有一光滑绝缘半圆轨道,处于水平方向且与轨道平面平行的匀强电场中,轨道两端点A、C高度相同,轨道的半径为R.一个质量为m的带正电的小球从槽右端的A处无初速沿轨道下滑,滑到最低点B时对槽底压力为2mg.求小球在滑动过程中的最大速度.
两位同学是这样求出小球的最大速度的:
甲同学:B是轨道的最低点,小球过B点时速度最大,小球运动过程机械能守恒,,解得小球在滑动过程中的最大速度为
乙同学:B是轨道的最低点,小球过B点时速度最大,小球在B点受到轨道的压力为FN=2mg,由牛顿第二定律有,解得球在滑动过程中的最大速度
请分别指出甲、乙同学的分析是否正确,若有错,将最主要的错误指出来,解出正确的答案,并说明电场的方向.

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如图所示,竖直平面内有一光滑绝缘半圆轨道,处于方向水平且与轨道平面平行的匀强电场中,轨道两端点AC高度相同,与圆心O在同一水平线上,轨道的半径为R。一个质量为m的带正电的小球从槽右端的A处无初速地沿轨道下滑,滑到最低点B时对槽底的压力为2mg。则在小球的滑动过程中,有

A.小球到达B点时的速度为

B.小球到达B点时的速度为

C.小球在滑动过程中的最大速度为

D.小球在滑动过程中的最大速度为

 

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说明:

一.答案及评分标准:本题共12小题,其中1~8题为必做题,9~12是选做题.选做题分为两组,考生必须从两组中任意选择一组作答.每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,至少有一个正确选项.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.

题类

必做题

选做一组

选做二组

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

ACD

D

AC 

CD

B

BD

ABC

CD

AD

ABC

B

二、答案及评分标准:全题24分,答案正确的,按下列答案后面括号内的分数给分;答错的,不答的,都给0分.    13.(1)(4分)

 

所选器材

(只填器材序号)

简述实验方法

(不要求写出具体步骤)

实验设计

方案1:

A、C、F

用弹簧秤称出带夹子重锤的重力大小G,再用天平测出其质量m,则g=G/m。

方案2:B、D、

G、H、J、L、M

安装仪器,接通电源,让纸带随小车一起沿斜面下滑。用刻度尺测出所需数据。改变斜面高度再测一次。利用两次数据,由牛顿第二定律算出结果。

方案3:B、E、F

将带夹子的重锤悬挂在铁架台上并置于桌面的边缘,用刻度尺测出重锤离桌面边缘的高度,同时用光电计时器测出重锤在上述高度内做自由落体的时间,则

(2)①加速度的计算值:每空1分,共3分

 

a/()

②作出a─F图象:2分

 

 

 

 

 

 

③结论:在保持物体质量M不变时,加速度a与合外力F成正比  。1分

14、(1)①3、4(有一个位置填错就不给分)(1分);   5、6(1分)

       ②500Ω(1分);  1.985或1.990V(1分)(1分)

       ③丙(1分)

    

    (2)①右(1分)

(2分)

③B (1分) ;D(1分) 电路图(2分)

 

三、本题共6小题,86分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位.

15、(14分)参考解答及评分标准

甲同学的分析是错误的(1分),小球的机械能不守恒.(1分)

  乙同学分析也是错误的(1分),小球在滑动过程中的最大速度的位置不在最低点B: (1分)

正确解如下:

小球在B点时,FN-mg=m (1分)

            ∵FN= 2 mg  ∴v2=gR  (1分)

从A到B,设电场力做功WE,由动能定理WE+mgR=mv2, (1分)

          得WE=一mgR   (1分)

∵电场力做负功, ∴带电小球受电场力方向向右FEmg  (1分)

电场强度方向向右(1分)从A到B之间一定有位置D是小球运动速度方向瞬时合力为零处,也是小球速度最大处 (1分)

    设OD连线与竖直方向夹角θ,FEcosθ=Gsinθ(1分)

           m=mgRcosθ-FE (R-Rsinθ)(1分)

           vmax    (1分)

16. (14分) 参考解答及评分标准

导轨受到PQ棒水平向右的摩擦力f=μmg  (1分)

    根据牛顿第二定律并整理得F-μmg-F=Ma   (1分)

    刚拉动导轨时,I=0,安培力为零,导轨有最大加速度(1分)

        am  (1分)

                  =(2-0.2×0.6×10)/2=0.4m/ s2    (1分)

随着导轨速度增大,感应电流增大,加速度减小,当a=0时,速度最大 (1分)

速度最大值为vm,电流最大为Im,此时导轨受到向右的安培力 FB= BImL (1分)

            F-μmg - BImL=0   分)

              I.m   (1分)

  代人数字算得ImA = 2A   (1分)

                    I=E/(R+r)  (1分)

                    I m =BLvm/(R+r)  (1分)

        v m =Im (R+ r)/BL二2 × (0.2+0.4)/(0.8×0.5)=3m/ s   (1分)

17. (14分) 参考解答及评分标准

设行星质量m,太阳质量为M,行星与太阳的距离为r,根据万有引力定律,

行星受太阳的万有引力(2分)

行星绕太阳做近似匀速圆周运动,根据牛顿第二定律有(2分)

 (1分)      以上式子联立  故(1分)

地球的周期年,(1分)  火星的周期(2分)

年=1.8年  (1分)

设经时间t两星又一次距离最近,根据(2分)

则两星转过的角度之差(2分)

  (2分,答“2.2年”同样给分)

18. (14分) 参考解答及评分标准

解(1)在时刻t,棒ab的速度          v=a t       -------------------(1分)

棒中感应电动势为             E=B L v=B L a t    -------------(1分)

棒中的感应电流为            I=   -----------------(2分)   

对ab棒应用牛顿第二定律得   F-BIL=ma    ----------------(1分)

解得:                  F=  ---------------(2分) 

(2)细线拉断前瞬间cd满足

BIL=f  +T0         -------------------(1分)

                            +T0   -------------------(1分)

                           t=       -------------------(1分)

由于ab棒匀加速运动,所以 ①            -------------------(1分)

线拉断前的过程中有: ②          -------------------联立①、②得:Q= -------(1分)

第19题:(14分) 参考解答及评分标准

解:⑴时刻粒子将垂直边界进入磁场,在洛仑兹力作用下作半径为r的匀速圆周运动,得:

……①

得入射点和出射点的距离:……②

联解①②得:

⑵设粒子在电场中的偏转角为,得右图。依图得:

………③      ………④

根据边角关系得入射点和出射点的距离………⑤

联解③④⑤式得:,为定值。

⑶粒子在极板间作类平抛运动。刚能从右上角飞出时,有速度vm。设飞出所用时间为t,此时对应的电压为U。依图得:

水平方向: ………⑥         竖直方向:………⑦

加速度:………⑧

根据动能定理:………⑨

联解⑥⑦⑧⑨式得最大速度

20.(16分) 参考解答及评分标准

(1)小木块B从开始运动直到A、B相对静止的过程中,系统水平方向上动量守恒,有                                            ①(1分)

解得  2 m/s                               ②(1分)

(2)B在A的圆弧部分的运动过程中,它们之间因摩擦产生的内能为Q1,B在A的水平部分往返的运动过程中,它们之间因摩擦产生的内能为Q2,由能量关系得到

               ③(1分)

                  ④(1分)

    ⑤(1分)

(3)设小木块B下滑到P点时速度为vB,同时A的速度为vA,由动量守恒和能量关系可以得到                      ⑥(1分)

      ⑦(1分)

由⑥⑦两式可以得到

,令

,化简后为     ⑧(2分)

若要求B最终不滑离A,由能量关系必有

            ⑨(1分)

化简得                               ⑩(2分)

故B既能对地向右滑动,又不滑离A的条件为

                              ⑾ (2分)

或 ( )   (2分)

 

 


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