练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    5．如图所示有一固定在竖直平面内的轨道ABCD，AB段为表面光滑倾角为θ=30°的直轨道，BCD部分为内表面粗糙的半圆轨道，B为半圆轨的最低点，D为最高点，轨道半径为R．现在直轨道上某一位置静止释放一个质量为m的小球，小球沿ABCD轨道运动，经过B点时对轨道的压力为7mg，从D点飞出后又落在AB轨道上，其落点与半圆轨的圆心O等高，忽略空气阻力，求：
    （1）释放小球的位置距离B点的竖直高度
    （2）小球沿BCD轨道从B点运动到D点过程中克服摩擦力所做的功．

    分析 （1）在B点，由重力和轨道支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律求小球通过B点的速度，再由机械能守恒定律求释放小球的位置距离B点的竖直高度．
    （2）小球离开D点后做平抛运动，由分位移公式求出小球通过D点的速度，再由动能定理求克服摩擦力做的功．

    解答 解：（1）在B点，由牛顿第二定律得：
      N-mg=m$\frac{{v}_{B}^{2}}{R}$
    据题有 N=7mg
    联立解得 vB=$\sqrt{6gR}$
    对小球在直轨道上下滑的过程，由机械能守恒定律得
      mgh=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
    解得 h=3R
    （2）小球离开D点后做平抛运动，则有
      R=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
      x=vDt
    由几何知识得 x=Rtan60°
    联立以上三式解得 vD=$\sqrt{\frac{3}{2}gR}$
    从B到D的过程，由动能定理得
    -2mgR-Wf=$\frac{1}{2}m{v}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
    解得 Wf=$\frac{1}{4}$mgR
    答：
    （1）释放小球的位置距离B点的竖直高度是3R．
    （2）小球沿BCD轨道从B点运动到D点过程中克服摩擦力所做的功是$\frac{1}{4}$mgR．

    点评 该题的突破口是小球从圆轨道最高点D水平飞出，击其落点与半圆轨的圆心O等高，运用平抛规律和几何关系求出D点的速度．要知道运用动能定理是求摩擦力做功常用的方法．研究向心力时，一定要分析受力，确定向心力的来源．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．浙江最大抽水蓄能电站2016年将在缙云开建，其工作原理是：在用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电．如图所示，若该电站蓄水池（上水库）有效总库容量（可用于发电）为7.86×106m3，发电过程中上下水库平均水位差637m，年抽水用电为 2.4×108kW•h，年发电量为1.8×108kW•h（水的密度为ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度为g=10m/s2，以下水库水面为零势能面）．则下列说法正确的是（　　）
    A．抽水蓄能电站的总效率约为 65%
    B．发电时流入下水库的水流速度可达到 112m/s
    C．蓄水池中能用于发电的水的重力势能约为Ep=5.0×1013J
    D．该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电（电功率以105kW 计算）约10h

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    13．超导体在温度特别低时电阻可以降到几乎为零．将一个闭合超导金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁感线垂直于圆环平面，逐渐降低温度使超导环发生由正常态到超导态的转变后突然撤去磁场，此后若环中的电流不随时间变化，则表明其电阻为零．为探究该圆环在超导状态的电阻率上限，研究人员测得撤去磁场后环中电流为I，并经一年以上的时间t未检测出电流变化．实际上仪器只能检测出大于△I的电流变化，其中△I?I，当电流的变化小于△I时，仪器检测不出电流的变化，研究人员便认为电流没有变化．设环的横截面积为S，环中电子定向移动的平均速率为v，电子质量为m、电荷量为e，环中定向移动电子减少的动能全转化为圆环的内能．试用上述给出的各物理量，求超导状态的电阻率上限ρ．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．从1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压CU（即图1所示的电路中电流表○G的读数减小到零时加在电极K、A之间的反向电压）与入射光的频率v，由此算出普朗克常量h，并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的UC--v图象如图2所示．下列说法正确的是（　　）
    A．该金属的截止频率约为4.27×1014Hz
    B．该金属的截止频率约为5.50×1014Hz
    C．该图线的斜率为普朗克常量
    D．该图线的斜率为这种金属的逸出功

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    17．金属晶体中晶格大小的数量级为10-10m，电子经加速电场加速，形成一电子束，电子束照射该金属晶体时，获得明显的衍射图样，则这个加速电场的加速电压约为多少？（已知me=9.1×10-31kg，e=1.6×10-19C）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    10．如图所示，匀强磁场分布在半径为R的$\frac{1}{4}$圆形区域MON内，Q为半径ON上的一点且OQ=$\frac{\sqrt{2}}{2}$R，P点为边界上一点，且PQ与OM平行．现有两个完全相同的带电粒子以相同的速度射入磁场（不计粒子重力及粒子间的相互作用），其中粒子1从M点正对圆心射入，恰从N点出，粒子2从P点沿PQ射入，下列说法正确的是（　　）
    A．粒子2一定从N点射出磁场
    B．粒子2在P、N之间某点射出磁场
    C．粒子1与粒子2在磁场中的运行时间之比为3：2
    D．粒子1与粒子2在磁场中的运行时间之比为2：1

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    17．某同学在测定电源电动势E、内电阻r实验中，为了能同时描绘出小灯泡的伏安特性曲线，设计了如图甲所示的电路．由于只有一个电压表V1，该同学用多用电表的电压挡（如图乙）接在A、B间测量电压．测量过程如下：闭合开关，调节电阻箱，同时记录电阻箱的阻值R、电压表V1的示数U1、多用电表的示数U2，根据记录数据计算出流过电阻箱的电流I．该同学多次测量后分别描绘了a、b两条U-I图线，如图丙所示．请回答下列问题：
    （1）用多用电表电压挡测量时，红表笔应接图甲中的B（填“A”或“B”）点，某次测量如图乙所示，其读数为2.00V；
    （2）写出计算流过电阻箱电流的表达式I=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{R}$（用U1、U2、R表示）；
    （3）小灯泡两端电压随电流变化的图象是图丙中的b（填“a”或“b”）；
    （4）根据图丙可以求得电源的电动势E=3.0V，内电阻r=2.0Ω，该电路中小灯泡消耗的最大功率为1.0W．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．示波器是一种多功能电学仪器，可以在荧光屏上显示出被检测的电压波形．示波管是示波器的核心部分，它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，其简化图如图甲所示．电子枪释放电子并使电子加速后从小孔A射出，偏转系统使电子束发生偏转，电子束打在荧光屏形成光迹．这三部分均封装于真空玻璃壳中．已知电子的电荷量为e，质量为m，电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计，不考虑相对论效应．
    （1）闭合开关S，电子枪中的灯丝K发热后逸出电子，电子逸出的初速度可忽略不计．经过阴极K和阳极A之间电压为U0的电场加速后，电子从阳极板A上的小孔中射出，求电子射出时的速度v0是多大？
    （2）电子被U0的电场加速后进入偏转系统，若只考虑电子沿Y（竖直）方向的偏转情况，偏转系统可以简化为如图乙所示的偏转电场．偏转电极的极板长为L1，两板间距离为d，极板右端与荧光屏的距离为L2，当在偏转电极上加如图丙所示的正弦交变电压时（所有电子均能从极板中射出，且电子穿过极板的时间极短，约10-9s），求电子打在荧光屏上产生的亮线的最大长度；
    （3）若在偏转电极XXˊ上加如图丁所示的电压，在偏转电极YYˊ上加如图丙所示的电压时，荧光屏上显示出如图戊所示的图形，此时XXˊ上所加电压的周期是多少？
    若在两个偏转电极上均加上u=Asin（ωt+φ）或u=Acos（ωt+φ）（φ取各种不同值）交变电压时，荧光屏上将显示出各种各样的图形，这些图形称为李萨茹图形．若在偏转电极YYˊ上加如图丙所示的电压，在偏转电极XXˊ上加如图己所示的电压时，请你尝试画出荧光屏上将会出现的图形（画在答题纸上的方格图内）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．四个质点从同一位置做直线运动，它们的速度图象分别如图所示，下列说法中错误的是（　　）
    A．在第2秒末，四个质点距出发点的距离相等
    B．在第1秒内，质点（1）（3）（4）均做匀减速直线运动
    C．四个质点在第1秒内速度变化的快慢相等
    D．在第2秒末，质点（2）（3）偏离出发点位移相等

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案