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【题目】如图所示,光滑斜面AB与一段粗糙的水平轨道BC通过光滑的圆弧平滑连接,水平轨道的右端与半径为R的光滑半圆弧轨道CDE相切。两质量相同的小物块PQ分别置于斜面某一高度处和水平轨道的左端B点。现由静止释放P物块,当其滑至斜面底端通过光滑圆弧段之后与小物块Q发生碰撞,碰撞之后粘在一起沿水平轨道向右运动。已知两物块与水平轨道BC之间的动摩擦因数均为μ=0.5BC长度为3R,重力加速度为g,两小物块均可视为质点。若两物块能到达圆弧轨道的最高点E,求小物块P释放点的最小高度h

【答案】16R

【解析】

沿光滑斜面下滑由满足机械能守恒求速度,碰撞过程由动量守恒定律求碰后速度,由圆周运动的绳—球模型抓住最高的临界条件求高度.

设两小物块质量均为m,小物块P的释放点距离水平地面的高度为h.

在小物块P下滑过程中满足机械能守恒,则有

设碰撞之后共同速度为v,两小物块碰撞过程中满足动量守恒定律

联立解得:

如释放点高度h1,恰使得两小物块运动至E点,则由动能定理可得:

其中

小物块在E点满足

联立解得:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动。已知两极板间电势差为U,板间距为d,电子质量为m,电量为e。则关于电子在两板间的运动情况,下列叙述正确的是

A若将板间距为d增大一倍,则电子到达Q板的速率保持不变

B若将板间距为d增大一倍,则电子到达Q板的速率也增大一倍

C若将两极板间电势差U增一倍,则电子到达Q板的时间保持不变

D若将两极板间电势差U增一倍,则电子到达Q板的时间减为一半

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】小型发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场可视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO′,线圈从图示位置以角速度ωOO′匀速转动,如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,下列说法正确的是(  )

A. 若从中性面开始计时,则发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e2Ne0sin ωt

B. 从中性面开始计时,则发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e2Ne0cos ωt

C. 发电机线圈从垂直中性面位置转动90°的过程中,产生的感应电动势的平均值是

D. 发电机线圈从垂直中性面位置转动180°的过程中,产生的感应电动势的平均值是

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】探究加速度与力和质量的关系的实验中,某组同学采用如图所示的实验装置,通过控制质量均为M(M>>m)的甲、乙两小车同时从静止开始运动且同时停止运动,甲小车通过轻质细线跨过定滑轮悬挂质量为m的钩码,乙小车通过轻质细线跨过定滑轮悬挂质量为2m的钩码。实验中用刻度尺测得甲小车位移为s1,乙小车位移为s2.请回答下列问题:

(1)实验开始之前,在未挂钩码的情况下,小组同学先调整两木板的倾角然后轻推小车,直到小车恰好能沿木板匀速下滑为止,这样做的目的是___________.

(2)下列关于2s1s2的大小关系正确的是___________.

A. 2s1>s2 B. 2s1=s2 C.2s1<s2 D.无法确定

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【题目】(19分)如图所示,在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场,y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子(质量为m、电量为e)从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动,电子第一次经过x轴上C点;第二次恰好经过坐标原点O;第三次经过x轴上D点。C、D两点均未在图中标出。已知A、C点到坐标原点的距离分别为d、2d。不计电子的重力。求:

(1)电场强度E的大小;

(2)磁感应强度B的大小;

(3)电子从A运动到D经历的时间t。

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【题目】物理小组在一次验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图甲所示,气垫导轨放置在水平桌面上,一端装有光滑的定滑轮;导轨上有一滑块,其一端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为f.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,先接通电源,再松手后滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列点.

(1)本实验存在一个重大的失误,该失误是:_____________________________

(2)图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:01234567是计数点,每相邻两计数点间还有9个计时点未标出,计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a=_____________________(f表示)

(3)为了验证机械能守恒定律,下列物理量中还应测量的是_____________

A.导轨的长度L B.砝码的质量m1 C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3

(4)如果乙图中是实验改进后测得的数据,请写出计数点3到计数点4的过程中要验证的机械能守恒守律的表达式______________________

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【题目】如图所示,图中以点电荷 Q 为圆心的虚线同心圆是该点电荷电场中球形等势面的横截面图.一个带电的粒子经过该电场,它的运动轨迹如图中实线所示,PMNOF 都是轨迹上的点.不计带电粒子受到的重力,由此可以判断

A. 此粒子和点电荷 Q 带同种电荷

B. 此粒子在 M 点的动能小于在 F 点的动能

C. 粒子在 F 点的电势能小于在 N 点的电势能

D. 带电粒子从 P 运动到 N 的过程中,电势能逐渐增大

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【题目】国际单位制(缩写SI)定义了米(m)、秒(s)等7个基本单位,其他单位均可由物理关系导出。例如,由ms可以导出速度单位m·s–1。历史上,曾用米原器定义米,用平均太阳日定义秒。但是,以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响,而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯–133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率ν=9 192 631 770 Hz定义s1983年用真空中的光速c=299 792 458 m·s–1定义m2018年第26届国际计量大会决定,7个基本单位全部用基本物理常量来定义(对应关系如图,例如,s对应νm对应c)。新SI2019520日(国际计量日)正式实施,这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是

A. 7个基本单位全部用物理常量定义,保证了基本单位的稳定性

B. 用真空中的光速cm·s–1)定义m,因为长度l与速度v存在l=vt,而s已定义

C. 用基本电荷eC)定义安培(A),因为电荷量与电流I存在I=q/t,而s已定义

D. 因为普朗克常量hJ·s)的单位中没有kg,所以无法用它来定义质量单位

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【题目】现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ,其阻值Rx约为0.5 Ω,允许通过的最大电流为0.5 A.现有如下器材可供选择:

电流表A(量程0.6A,内阻约为0.6Ω)

电压表V(量程3V,内阻约为3kΩ)

待测电阻丝Rx(阻值约为0.5Ω)

标准电阻R0(阻值5Ω)

滑动变阻器R1(5 Ω,2A)

滑动变阻器R2(200 Ω,1.5A)

直流电源E(E=6 V,内阻不计)

开关S、导线若干

(1)图为四位同学分别设计的测量电路的一部分,你认为合理的是________

(2)实验中滑动变阻器应该选择________(选填R1R2”),并采用________接法;(分压,限流)

(3)根据你在(1)(2)中的选择,在图甲上完成实验电路的连接________

(4)实验中,如果两电表的读数分别为UI,测得拉直后电阻丝的长度为L、直径为D,则待测电阻丝的电阻率ρ的计算式为ρ________

(5)用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图乙所示,则该电阻丝的直径D________.

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