19.(15分)如图所示,在光滑水平长直轨道上有、两个绝缘体,它们之间有一根长为的轻质软线相连接,其中的质量为,的质量为,为带有电荷量为的正电荷,不带电,空间存在着方向水平向右的匀强电场,场强大小为。开始用外力把与靠在一起并保持静止,某时刻撤去外力,开始向右运动,直到细线绷紧,当细线被绷紧时,两物体将有极短时间的相互作用,而后开始运动,且细线再次松弛。已知开始运动时的速度等于线刚绷紧前瞬间的速度的。设整个过程中,的电荷量都保持不变。问
(1)细线第一次绷紧前瞬间的速度多大?
(2)从开始运动后到细线第二次被绷紧前的过程中,与是否会相碰?
(3)如果能相碰,的位移和相碰前瞬间、的速度各是多少?如果不能相碰,和间的最短距离是多少?细线第二次被绷紧的瞬间的位移多大?
18.(15分) 如图,为水平放置的金属板,板中央有一个小孔,板下存在竖直向上的匀强电场。电场强度为。是一根长为,质量为的均匀带正电的绝缘细杆。现将杆下端置于处,然后将杆由静止释放,杆运动过程中始终保持竖直。当杆下落时速度达到最大。求:
(1)细杆带电荷量;
(2)杆下落的最大速度;
(3)若杆没有全部进入电场时速度减小为零,求此时杆下落的位移。
17.(15分)劲度系数为k的轻质弹簧,一端连接质量为2m的物块P(可视为质点),另一端悬挂在天花板上。静止时,P位于O点,此时给P一个竖直向下的速度,让P在竖直方向上做简谐运动,测得其振幅为A。当P某次经过最低点时突然断裂成质量均为m的两个小物块B和C,其中B仍与弹簧连接并做新的简谐运动,而C自由下落,求:
(1)B所做的简谐运动的振幅。
(2)B做简谐运动时经过O点时的速率。
16.(15分)如图所示,在一列沿水平直线向右传播的简谐横波上,有平衡位置相距0.4m的、两质点,时,、两质点的位移均为正的最大值,而且、之间有一个波谷。当s时,、两质点的位置刚好在各自的平衡位置,并且这时、间呈现一个波峰和一个波谷,且波谷对应的平衡位置离点为波长的,试求:
(1)该简谐横波的周期、波速各为多少?
(2)若波速为27m/s,则s时质点的振动方向怎样?
15.如图所示,一带正电的小球,系于长为的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定在点,它们处在匀强电场中,电场的方向水平向右,场强的大小为。已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力。现先把小球拉到图中的处,使轻线伸直,并与场强方向平行,然后由静止释放小球,则小球到达与点等高的点时速度的大小为__________
14.如图所示,两个平行放置的金属板与电源相连,两板的带电量为,一个带电粒子从点以某一水平初速进入电场,离开电场时的动能为。保持电源电压不变,只将上板向上移到图中虚线位置,两板的电量为,带电粒子离开电场时的动能为。不计重力,电场只局限于两金属板之间,则
(1)______。
(2)______(选用大于、小于、等于填入)
13.在光滑绝缘的水平面上有、两个点电荷,相距为2m,=1kg,=2kg,由静止同时开始运动,开始时的加速度为,经过一小段时间后的加速度也为,速率为3m/s,则此时,它们之间的距离为_____m。此过程中电势能改变的数值为_______J。
12.带负电的两个点电荷、固定在相距10cm的地方,如果将第三个点电荷C放在连线上距为2cm的D点,恰好静止不动,则、两个点电荷的电荷量之比为______,D点的电场强度=__________
11.一水滴自100m高处匀速下落,由于空气摩擦产生的热量全部被水滴吸收而使水滴气温升高,则水滴落地时升高的温度为_____℃。(水的比热容C=4.2×103J/kg·K)
9.带电小球在从点运动到点的过程中,重力做功为3J, 电场力做功1J,克服空气阻
力做功为0.5J,则在点的 ( )
A.重力势能比点大3J B.电势能比点小1J
C.动能比点小3.5J D.机械能比点小0.5J
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A.在飞离电场的同时,刚好打在负极板上
B.和同时飞离电场
C.进入电场时,的速度最大,的速度最小
D.动能的增加值最小,和一样大
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