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【题目】如图所示,半径为R的四分之一圆轨道OA与水平桌面AB相切,圆轨道光滑绝缘。一质量为m、电荷量+q的滑块从距水平桌面高为处的圆弧面上静止滑下,最后停在C点。在绝缘桌面MN间存在垂直于水平面的匀强电场。已知滑块经过AMNC时间相同,AMMN3NC3,重力加速度为g,滑块与桌面间摩擦因数为。试求:

1)滑块刚滑到圆弧末端A点时对轨道压力

2)判断在MN中物体的运动情况,并求出匀强电场电场强度

3)若仅改变电场区域MN与圆轨道间的距离,并耍求滑块能穿过电场区域,求滑块在桌面滑行的最短时间。

【答案】12mg,方向竖直向下。(2,方向垂直水平面向上(3

【解析】试题分析:

1)滑块从弧面上滑下时机械能守恒,固有

而在A点:

联立解得:FN=2mg

根据牛顿第三定律,滑块在A点对轨道的压力为2mg,方向竖直向下。

2)滑块在AMNC间水平方向上只受摩擦力,做匀减速运动,加速度大小为

假设滑块在M点速度为vM,在N点速度为vN 则有:

,

联立各式可得:

故在MN间滑块做匀速运动,故有Eq="mg"

得:,方向垂直水平面向上.

3)无论电场位置如何,滑块做减速运动的时间不会变化,要求时间最短则要求在电场中的时间最短即可,即要求在电场中速度最大,当AM重合即可满足要求.

减速的时间

电场中的时间

练习册系列答案
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【题目】现有一满偏电流为500μA,内阻为12×103Ω的灵敏电流计G,某同学想把它改装成中值电阻为600Ω的欧姆表,实验室提供如下器材:

A、一节干电池(电动势为15V)

B、电阻箱R1(最大阻值9999Ω)

C、电阻箱R2(最大阻值9999Ω)

D、滑动变阻器R3(0—100Ω)

E、滑动变阻器R4(0—1kΩ)

F、导线若干及两个接线柱

(1)请在方框内把改装后的电路图补画完整,并标注所选电阻箱和滑动变阻器的符号(B~E)。

(2)电路中的电阻箱,阻值应调为_ Ω。

(3)用改装后的欧姆表测一待测电阻,读出电流计的示数为200μA,则待测电阻阻值为_______Ω。

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【题目】如图所示,在直角坐标系xoy中,x轴上方有匀强磁场,磁感应强度的大小为B,磁场方向垂直于纸面向外。许多质量为m、电荷量为+q的粒子,以相同的速率v沿纸面内,由x轴负方向与y轴正方向之间各个方向从原点O射入磁场区域。不计重力及粒子间的相互作用。下列图中阴影部分表示带电粒子在磁场中可能经过的区域,其中R=mv/qB,正确的图是

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【题目】图示装置可用来验证机械能守恒定律。摆锤A拴在长L的轻绳一端,另一端固定在O点,在A上放一个小铁片,现将摆锤拉起,使绳偏离竖直方向成θ角时由静止开始释放摆锤,当其到达最低位置时,受到竖直挡板P阻挡而停止运动,之后铁片将飞离摆锤而做平抛运动。

1)为了验证摆锤在运动中机械能守恒,必须求出摆锤在最低点的速度。若测得摆锤遇到挡板之后铁片的水平位移s和竖直下落高度h,则根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=

2)根据巳知的和测得的物理量,写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式s2

3)改变绳偏离竖直方向的角θ的大小,测出对应摆锤遇到挡板之后铁片的水平位移s,若以s2为纵轴,则应以_______(填“θ”“cosθ”“sinθ”)为横轴,通过描点作出的图线是一条直线,该直线的斜率k0=____________(用已知的和测得的物理量表示)。

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【题目】假设地球质量为M,自转周期为T,万有引力常量为G。将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体,不考虑空气阻力的影响。若把一质量为m的物体放在地球表面的不同位置,由于地球自转的影响,它对地面的压力会有所不同。

1)若把物体放在北极的地表,求该物体对地表的压力F1的大小;

2)若把物体放在赤道的地表,求该物体对地表的压力F2的大小;

3)若把物体放在赤道的地表,请你展开想象的翅膀,假想地球的自转不断加快,当该物刚好飘起来时,求此时地球的一天”T的表达式。

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【题目】可见光光子的能量在161 eV~310 eV范围内。如图所示,氢原子从第4能级跃迁到低能级的过程中,根据氢原子能级图可判断

A从第4能级跃迁到第3能级将释放出紫外线

B从第4能级跃迁到第3能级放出的光子,比从第4能级直接跃迁到第1能级放出的光子波长更长

C从第4能级跃迁到第3能级放出的光子,比从第4能级直接跃迁到第2能级放出的光子频率更高

D氢原子从第4能级跃迁到第3能级时,原子要吸收 一定频率的光子,原子的能量增加

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【题目】如图为探究物体的加速度与质量和受力的关系的实验装置。沙和沙桶的质量为m,小车和砝码的质量为M。实验中将沙和沙桶的重力作为细线对小车的拉力。

1)实验前,在进行平衡摩擦力的操作时,下列注意事项正确的是

A.应该让小车连接纸带并穿过打点计时器

B.必须让小车连接沙桶

C.纸带和沙桶都应连接

D.纸带和沙桶都不能连接

2)现保持沙和沙桶的总质量m不变,改变小车和砝码的总质量M,探究加速度和质量的关系。如图是某次实验中打出的一条纸带,交变电流的频率为50Hz,每隔4个点选一个计数点,则小车的加速度为____m/s2(保留两位有效数字)。通过实验得到多组加速度a、质量M的数据,为了方便准确地研究二者关系,一般选用纵坐标为加速度a,则横坐标为__ __(填M)。

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滑动变阻器R2(0~1 kΩ,额定电流0.5 A)

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定值电阻R4(阻值等于10 Ω)

定值电阻R5(阻值等于1 kΩ)

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(1)该气体在状态BC时的温度分别为多少℃

(2)该气体从状态A到状态C的过程中内能的变化量是多大?

(3)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热,还是放热?传递的热量是多少?

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