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(8分)如图所示,一个绝缘光滑半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场E中,在环的上端,一个质量为m、带电量为 +q的小球由静止开始沿轨道运动,
求:在小球经过最低点时,球对环的压力为多大?

解析试题分析:设圆环的半径为R、小球在最低点速度为v、
小球由静止开始沿轨道运动到最低点过程,由动能定理得:
      ( 3分)
在最低点做圆周运动则有:      ( 3分)
解得:      ( 1分)
根据牛顿第三定律(或作用力与反作用力的关系)可知:
小球在最低点球对环的压力为大小       ( 1分)
考点:本题考查动能定理、圆周运动。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图所示,内壁光滑、内径很小的1/4圆弧管固定在竖直平面内,圆弧的半径为0.2m,在圆心O处固定一个电荷量为-.0×C的点电荷。质量为0.06kg、略小于圆管截面的带电小球,从与O点等高的A点沿圆管内由静止运动到最低点B ,到达B点小球刚好与圆弧没有作用力,然后从B点进入板距d= 0.08m的两平行板电容器后刚好能在水平方向上做匀速直线运动,且此时电路中的电动机刚好能正常工作。已知电源的电动势为12V,内阻为1Ω,定值电阻R的阻值为6Ω,电动机的内阻为0.5Ω.求(取g=10m/s2,静电力常量k="9.0" ×109 N·m2/C2

(1)小球到达B点时的速度;
(2)小球所带的电荷量;
(3)电动机的机械功率。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图所示,两带电平行板A、B间的电场为匀强电场,场强E=4.0×102V/m,两板相距d=0.16m,板长L=0.30m。一带电量q=1.0×10-16C、质量m=1.0×10-22㎏的粒子沿平行于板方向从两板的正中间射入电场后向着B板偏转,不计带电粒子所受重力,求:

(1)要使粒子能飞出电场,粒子飞入电场时的速度v0至少为多大;
(2)粒子刚好飞出电场时速度偏转角的正切值

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图甲所示,水平放置的平行金属板A和B的距离为d,它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN,现在A、B板上加上如图乙所示的方波形电压,电压的正向值为U0,反向电压值为,且每隔T/2变向1次。现将质量为m的带正电,且电荷量为q的粒子束从AB的中点O以平行于金属板的方向OO′射入,设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T。不计重力的影响,试问:

(1)定性分析在t=0时刻从O点进入的粒子,在垂直于金属板的方向上的运动情况。
(2)在距靶MN的中心O′点多远的范围内有粒子击中?
(3)要使粒子能全部打在靶MN上,电压U0的数值应满足什么条件?(写出U0、m、d、q、T的关系式即可)

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(10分)设雨点下落过程受到的空气阻力与雨点的横截面积S成正比,与雨点下落的速度v的平方成正比,即(其中k为比例系数).雨点接近地面时近似看做匀速直线运动,重力加速度为g.若把雨点看做球形,其半径为r,球的体积为,设雨点的密度为,求:
(1)每个雨点最终的运动速度(用、r、g、k表示);
(2)雨点的速度达到时,雨点的加速度a为多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,一个圆弧形光滑细圆管轨道ABC,放置在竖直平面内,轨道半径为R,在A点与水平地面AD相接,地面与圆心O等高,MN是放在水平地面上长为3R、厚度不计的垫子,左端M正好位于A点.将一个质量为m、直径略小于圆管直径的小球从A处管口正上方某处由静止释放,不考虑空气阻力.

(1)若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端,则小球经过C点时对管的作用力大小和方向如何?
(2)欲使小球能通过C点落到垫子上,小球离A点的最大高度是多少?

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(12分)一个平板小车置于光滑水平面上,其右端恰好和一个1/4光滑圆弧轨道AB的底端等高对接,如图所示。已知小车质量M=2kg,小车足够长,圆弧轨道半径R=0.8m。现将一质量m=0.5kg的小滑块,由轨道顶端A点无初速释放,滑块滑到B端后冲上小车。滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2。求:

(1)滑块到达B端时,速度为多少?对轨道的压力多大?
(2)经多长的时间物块与小车相对静止?
(3)小车运动2s时,小车右端距轨道B端的距离。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)如图所示,半径为R的1/4光滑圆弧轨道竖直放置,下端恰与金属板上表面平滑连接。金属板置于水平地面上,板足够长,质量为5m,均匀带正电q;现有一质量为m的绝缘小滑块(可视为质点),由轨道顶端无初速释放,滑过圆弧轨道后滑到金属板上。空间存在竖直向上的匀强电场,场强E=6mg/q;已知滑块与金属板上表面、金属板与地面间的动摩擦因数均为μ;重力加速度为g。试求:

(1)滑块滑到圆弧轨道末端时的速度
(2)金属板在水平地面上滑行的最终速度v;
(3)若从滑块滑上金属板时开始计时,电场存在的时间为t,求电场消失后,金属板在地面上滑行的距离s与t的关系。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量为m=1  kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=450角的不可伸长的轻绳一端相连,如图所示,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,取g=10  m/s2,求:

(1)此时轻弹簧的弹力大小
(2)小球的加速度大小和方向

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