【题目】由光滑细管组成的轨道如图所示,其中AB段是半径为R的四分之一圆弧,轨道固定在竖直平面内。一质量为m的小球,从距离水平地面高为H的管口D处静止释放,最后能够从A端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是
A. 小球落到地面相对于A点的水平位移值为
B. 小球落到地面相对于A点的水平位移值为
C. 小球能从细管A端水平抛出的条件是H>2R
D. 小球能从细管A端水平抛出的最小高度
【答案】BC
【解析】
试题小球从D到A运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律求出A点速度,从A点抛出后做平抛运动,根据平抛运动规律求出水平位移,细管可以提供支持力,所以到达A点的临界速度等于零,由机械能守恒定律求小球能从细管A端水平抛出的最小高度.
小球从D到A运动过程中,只有重力做功,其机械能守恒,以地面为参考平面,根据机械能守恒定律得,解得,小球从A点抛出后做平抛运动,运动时间,则小球落到地面时相对于A点的水平位移,故A错误B正确;细管可以提供支持力,所以到达A点抛出时的速度应大于零即可,即,解得:H>2R,所以小球能从细管A端水平抛出的最小高度,故C错误D正确.
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【题目】某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器拉钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车以及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a-F图像。
(1)图线不过坐标原点的原因是:_____________________________。
(2)本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量______(填“是”或“否”);
(3)由图像求出小车和传感器的总质量为_______kg.
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【题目】劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器,工作原理示意图如图所示。置于高真空中的半径为R的D形金属盒中,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交变电压u的频率为f.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。用该回旋加速器加速质子,为了使质子获得的动能减小为原来的,可采用下列哪种方法
A.将其磁感应强度增大为原来的3倍
B.将其磁感应强度增大为原来的9倍
C.将D形盒的半径减小为原来的倍
D.将D形盒的半径减小为原来的倍
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【题目】如图所示,EF与GH间为一无场区.无场区左侧A、B为相距为d、板长为L的水平放置的平行金属板,两板上加某一电压从而在板间形成一匀强电场,其中A为正极板.无场区右侧为一点电荷Q形成的电场,点电荷的位置O为圆弧形细圆管CD的圆心,圆弧半径为R,圆心角为120°,O、C在两板间的中心线上,D位于GH上.一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0沿两板间的中心线射入匀强电场,粒子出匀强电场经无场区后恰能进入细圆管,并做与管壁无相互挤压的匀速圆周运动.(不计粒子的重力、管的粗细)
求:(1)O处点电荷Q的电性和电荷量;
(2)两金属板间所加的电压.
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【题目】平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场,第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动,Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入磁场,最终从x轴上的P点射出磁场,P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力,问:
(1)粒子到达O点时速度的大小和方向;
(2)电场强度和磁感应强度的大小之比。
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【题目】如图所示,在两个等量异种电荷形成的电场中,D、E、F是两电荷连线上间距相等的三个点,三点的电势关系是φD>φE>φF,K、M、L是过这三个点的等势线,其中等势线L与两电荷连线垂直.带电粒子从a点射入电场后运动轨迹与三条等势线的交点是a、b、c,粒子在a、b、c三点的电势能分别是Epa、Epb、Epc,以下判断正确的是( )
A. 带电粒子带正电
B. Epa<Epb<Epc
C. Epc-Epb=Epb-Epa
D. Epc-Epb<Epb-Epa
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【题目】用螺旋测微器测某金属丝直径时的读数如图一,金属丝直径为______mm,图二为用50分度的游标卡尺测量物体长度时的读数,由于遮挡,只能看见游标的后半部分,这个物体的长度为_____。
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【题目】如图所示,两水平面(虚线)之间的区域存在方向水平向右的匀强电场。从离该区域上边界高为h的O点,沿平行于电场的方向,以相同的速率分别先后向左、右抛出a、b两个小球。a、b两小球均带正电,且质量均为m,a球带电量为βq,b球带电量为q。两小球到达电场上边界的位置之间的距离为L,b球进入电场后在电场中做直线运动。忽略a、b之间的库仑力,重力加速度为g。求:
(1)两小球抛出时速度v0的大小;
(2)若β=1,且a球进入电场的位置与离开电场的位置在同一竖直线上,求电场上下边界之间的距离;
(3)若电场的上下边界之间的距离为3h,β为何值时可使两小球从同一位置离开电场。
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【题目】如图所示(俯视图),两根光滑且足够长的平行金属导轨固定在同一水平面上,两导轨间距 L=1m。导轨单位长度的电阻 r=1Ω/m,左端处于 x 轴原点,并连接有固定电阻 R1=1Ω(与电阻 R1 相连的导线电阻可不计)。导轨上放置一根质量 m=1kg、电阻 R2=1Ω的金属杆ab,整个装置处于磁感应强度B= B0+kx(B0=1T,k=1T/m)的磁场中,磁场方向竖直向下。用一外力F沿水平方向拉金属杆ab,使其从原点处开始以速度v=1m/s 沿 x 轴正方向做匀速运动,则:
(1)当 t=1s 时,电阻R1上的发热功率。
(2)求 0-2s 内外力F所做的功。
(3)如果t=2s调整F的大小及方向,使杆以1m/s2 的加速度做匀减速运动,定性讨论F 的大小及方向的变化情况。
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