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    15．如图所示，竖直放置的光滑半圆形绝缘轨道半径为R，直径AC与地面垂直，下端点为A，上端点为C，中点为B．下端与粗糙绝缘水平面相切于A点．已知水平轨道的动摩擦因素μ=0.5，其水平轨道部分存在沿竖直方向的匀强电场，场强大小始终为E（未知）．一质量为m、带电荷量为q的物块（可视为质点），从水平面上的P点以初速度v0水平向左运动，已知PA之间的距离为2R．当场强的方向竖直向下时，物体刚好到达B点，当场强方向竖直向上时，物体刚好通过C点．求：
    （1）物体带何种电荷；
    （2）初速度v0大小；
    （3）场强的大小（E小于$\frac{mg}{q}$）．

    分析 （1）根据物体的运动情况判断电场力方向，然后根据电场力与电场强度方向间的关系判断物体所带电荷的电性．
    （2）（3）应用牛顿第二定律求出物体恰好到达C点的速度，应用动能定理求出物体的速度与电场强度．

    解答 解：（1）当场强的方向竖直向下时，物体刚好到达B点，当场强方向竖直向上时，物体刚好通过C点，
    说明：当场强的方向竖直向下时，物体受到的摩擦力大，电场力竖直向下，
    当场强方向竖直向上时，物体受到的摩擦力小，电场力竖直向上，由此可知，物体带正电；
    （2）（3）当场强的方向竖直向下时，物体刚好到达B点，
    由动能定理得：-μ（mg+qE）•2R-mgR=0-$\frac{1}{2}$mv02，
    当场强方向竖直向上时，物体刚好通过C点，
    在C点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：mg=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$，
    从P到C点过程，由动能定理得：
    -μ（mg-qE）•2R-mg•2R=$\frac{1}{2}$mvC2-$\frac{1}{2}$mv02，
    解得：E=$\frac{3mg}{4q}$，v0=$\sqrt{\frac{11}{2}gR}$；
    答：（1）物体带正电荷；
    （2）初速度v0大小为$\sqrt{\frac{11}{2}gR}$；
    （3）场强的大小为$\frac{3mg}{4q}$．

    点评 本题是一道力学综合题，分析清楚物体运动过程是正确解题的关键，应用动能定理、牛顿第二定律可以解题．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．有一段电路，电压为U，电流为I，电阻为R，通电时间为t，下面说法正确的是（　　）
    A．电流做功W=IUt，产生的热量Q=I2Rt，W=Q总是成立的
    B．由于I=$\frac{U}{R}$，所以W=$\frac{U^2}{R}$t一定成立
    C．电路中产生的热量Q=I2Rt=$\frac{U^2}{R}$t
    D．电流做的功W=IUt，产生热量Q=I2Rt，有可能W＞Q

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2=22：5，原线圈所接正弦交流电为μ=220$\sqrt{2}$sin100πt（V），电阻R1=R2=25Ω，D为理想二极管，则（　　）
    A．电阻R1两端的电压为50VB．二极管的反向耐压值应大于50V
    C．通过副线圈的电流为3AD．原线圈的输入功率为50$\sqrt{10}$W

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．如图1所示，一端带有定滑轮的长木板上固定有甲、乙两个光电门，与之相连的计时器可以显示带有遮光片的小车在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．不计空气阻力及一切摩擦．

    （1）在探究“合外力一定时，加速度与质量的关系”时，要使测力计的示数等于小车所受合外力，操作中必须满足小车与滑轮间的细绳与长木板平行，；
    要使小车所受合外力一定，操作中必须满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量．
    （2）实验时，先测出小车质量m，再让小车从靠近光电门甲处由静止开始运动，读出小车在两光电门之间的运动时间t．改变小车质量m，测得多组m、t的值，建立坐标系描点作出图线．下列能直观得出“合外力一定时，加速度与质量成反比”的图线（图2）是C．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．如图所示，滑块A置于光滑的水平面上，一细线的一端固定于倾角为45°、质量为M的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线另一端拴一质量为m的小球B．现对滑块施加一水平方向的恒力F，要使小球B能相对斜面静止．下列说法正确的是（　　）
    A．只要恒力F水平向右就可以
    B．恒力F水平向左时，临界条件是绳子刚好松弛
    C．恒力F水平向右时，小球保持相对静止的条件是F≤（M+m）gtan θ
    D．恒力F水平向左时，满足F≥（M+m）gcot θ

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    20．利用图示装置可以做许多力学实验，以下关于此装置所能做的实验的说法中正确的有（　　）
    A．利用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须将长木板右端适当垫高以平衡摩擦力
    B．利用此装置“探究加速度与质量的关系”时，必须将长木板右端适当垫高以平衡摩擦力
    C．利用此装置“探究动能定理”时，必须使所挂钩码质量远小于小车质量，但不必平衡摩擦力
    D．利用此装置“探究机械能守恒定律”时，必须将长木板右端适当垫高以平衡摩擦力
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    7．某款小轿车对紧急制动性能的设计要求是：以20m/s的速度行驶时，急刹车距离不得超过25m．在一次实验紧急制动性能测试中，该款小轿车以某一速度匀速行驶时实行紧急制动，测得制动时间为1.5s，轿车在制动的最初1s内的位移为8.2m．则：
    （1）求小汽车安全制动的加速度．
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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

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    （2）得到如图所示的一条纸带，该纸带上最初几个点不清楚，纸带上留下的是后面的A．B．C．D点．算出打下B．C两点的速度V1、V2，量得B．C两点间的距离为h，
    那么验证机械能守恒的表达式可写为gh=$\frac{1}{2}$V${\;}_{2}^{2}$-$\frac{1}{2}$V${\;}_{1}^{2}$．

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