【題目】如圖所示，在光滑水平面上距離豎直線MN左側(cè)較遠(yuǎn)處用彈簧鎖定不帶電絕緣小球A，彈性勢能為0.45J，A球質(zhì)量M＝0.1kg，解除鎖定后與靜止在M點(diǎn)處的小球B發(fā)生彈性正碰，B球質(zhì)量m＝0.2kg、帶電量q＝＋10C。MN左側(cè)存在水平向右的勻強(qiáng)電場E2，MN右側(cè)空間區(qū)域范圍內(nèi)存在豎直向上、場強(qiáng)大小E1＝0.2N/C的勻強(qiáng)電場和方向垂直紙面向里磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.2T的勻強(qiáng)磁場。（g＝10m/s2，不計(jì)一切阻力）求：

(1)解除鎖定后A球獲得的速度v1；

(2)碰后瞬間B球速度v2；

(3) E2大小滿足什么條件時(shí)，B球能經(jīng)電場E2通過MN所在的直線；（不考慮B球與地面碰撞再次彈起的情況）

(4)在滿足(3)問情景下B球在電場E2中與MN的最大距離。

【答案】(1)3m/s，方向水平向右；(2)2m/s，方向水平向右；(3)E2≥0.283V/m；(4)0.142m

【解析】

(1)球和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒

得

即解除鎖定后獲得的速度大小為3m/s，方向水平向右

(2)A、B在MN處理碰撞動(dòng)量守恒，系統(tǒng)機(jī)械能守恒

方向水平向右

(3)B球進(jìn)入MN右側(cè)后，電場力

=

即重力電場力平衡，因此小球在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得

在電磁場區(qū)域運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后速度方向垂直MN水平向左射出，出射點(diǎn)距M點(diǎn)距離

在MN左側(cè)的運(yùn)動(dòng)豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，水平方向類似于豎直上拋運(yùn)動(dòng)，若B球返回MN，必須滿足（向右為正方向）：

得

(4)由以上可知當(dāng)（）時(shí)，B球恰好能回到M點(diǎn)，在此過程中水平方向速度為零時(shí)距離MN最遠(yuǎn)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某空間科研人員設(shè)計(jì)了一個(gè)“太空粒子探測器”，裝置如圖所示，有徑向電場、偏轉(zhuǎn)磁場、金屬板三部分組成．徑向電場兩電極AB間的電勢差為U，大小可調(diào)，電場強(qiáng)度方向均指向點(diǎn)，電極A上可以收集到來自宇宙空間的帶電粒子和．離子從靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)徑向電場加速后均從點(diǎn)飛入磁場．磁場邊界為半圓形，圓心為O，半徑為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外，；半圓形金屬板CD與磁場上邊界重合，CD連線與磁場下邊界重合，和電阻R串聯(lián)后接地，離子到達(dá)金屬板后電荷會(huì)經(jīng)過導(dǎo)線流入大地．已知電子的電荷量為e，不考慮粒子間相互作用和離子得重力．

（1）當(dāng)時(shí)，P點(diǎn)收集到的粒子可以打到金屬板的D點(diǎn)，求粒子的比荷；

（2）當(dāng)時(shí)，P點(diǎn)收集到的粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)后可以打到金屬板的Q點(diǎn)，若Q點(diǎn)到圓心O的連線QO與半徑OD成60°角，求k的值；

（3）現(xiàn)將徑向電場沿水平方向向右移動(dòng)，使得與磁場圓心O重合，現(xiàn)電極A上均勻地收集到粒子和，單位時(shí)間內(nèi)分別有N個(gè)和粒子從O點(diǎn)進(jìn)入磁場，當(dāng)兩極間電勢差時(shí)，求通過電阻R的電流I．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】萬眾矚目的慶祝中華人民共和國成立70周年閱兵式上，受閱方隊(duì)軍容嚴(yán)整、精神抖擻，依次通過天安門，接受祖國和人民的檢閱，出色地完成了受閱任務(wù)。如圖為戰(zhàn)旗方隊(duì)以同一速度通過天安門廣場時(shí)的精彩場面，在此過程中，下列說法正確的是

A.以戰(zhàn)旗旗桿為參考系，戰(zhàn)旗方隊(duì)車輛是靜止的

B.以戰(zhàn)旗方隊(duì)車輛為參考系，天安門城樓是靜止的

C.以該方隊(duì)的領(lǐng)隊(duì)車輛為參考系，該方隊(duì)的其他車輛是運(yùn)動(dòng)的

D.以地面為參考系，戰(zhàn)旗是靜止的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在傾角θ=10°的絕緣斜面上固定著兩條粗細(xì)均勻且相互平行的光滑金屬導(dǎo)軌DE和GH，間距d=1m，每條金屬導(dǎo)軌單位長度的電阻r0=0.5Ω/m，DG連線水平，且DG兩端點(diǎn)接了一個(gè)阻值R=2Ω的電阻。以DG中點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿斜面向上平行于GH方向建立x軸，在DG連線沿斜面向上的整個(gè)空間存在著垂直于斜面向上的磁場，且磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B與坐標(biāo)x滿足關(guān)系B=（0.6+0.2x）T，一根長l=2m，電阻r=2Ω，質(zhì)量m=0.1kg的粗細(xì)均勻的金屬棒MN平行于DG放置，在拉力F作用下以恒定的速度v=1m/s從x=0處沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，金屬棒與兩導(dǎo)軌接觸良好。g取10m/s2，sin10°=0.18，不計(jì)其它電阻。（提示：可以用F-x圖象下的“面積”代表力F所做的功）求：

(1)金屬棒通過x=1m處時(shí)的電流大�。�

(2)金屬棒通過x=1m處時(shí)兩端的電勢差UMN；

(3)金屬棒從x=0到x=2m過程中，外力F做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在xoy平面的第Ⅰ象限內(nèi)存在垂直xoy平面向里的勻強(qiáng)磁場，兩個(gè)相同的帶正電粒子以相同的速率從x軸上坐標(biāo)（，0）的C點(diǎn)沿不同方向射入磁場，分別到達(dá)y軸上坐標(biāo)為（0，3L）的A點(diǎn)和B點(diǎn)（坐標(biāo)未知），到達(dá)時(shí)速度方向均垂直y軸，不計(jì)粒子重力及其相互作用。根據(jù)題設(shè)條件下列說法正確的是（　�。�

A.可以確定帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑

B.若磁感應(yīng)強(qiáng)度B已知可以求出帶電粒子的比荷

C.因磁感應(yīng)強(qiáng)度B未知故無法求出帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比

D.可以確定B點(diǎn)的位置坐標(biāo)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】已知O點(diǎn)為波源的平衡位置，t=0時(shí)刻波源開始做振幅為40cm的簡諧振動(dòng)，頻率為20Hz，發(fā)出一列橫波沿x軸正方向傳播，如圖所示為P點(diǎn)恰好開始振動(dòng)時(shí)的波形圖，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的坐標(biāo)分別為P（6m，0），Q（30m，0），則下列說法正確的是（　�。�

A.當(dāng)t=0.375s時(shí)，Q點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)一個(gè)周期

B.Q點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向沿－y方向

C.Q點(diǎn)剛開始振動(dòng)時(shí)，P點(diǎn)恰位于波峰

D.Q點(diǎn)剛開始振動(dòng)之前，P點(diǎn)經(jīng)過的路程為14m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中利用如圖(a)所示的電路測定值電阻R0、電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)電阻r，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向某一方向移動(dòng)時(shí)，一個(gè)同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，另一位同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)．并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖(b)所示的兩條UI圖線．回答下列問題：

(1)根據(jù)甲、乙兩同學(xué)描繪的圖線，可知（____）

A．甲同學(xué)是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)

B．甲同學(xué)是根據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)

C．乙同學(xué)是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)

D．乙同學(xué)是根據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)

(2)根據(jù)圖(b)，可以求出定值電阻R0＝________Ω，電源電動(dòng)勢E＝________V，內(nèi)電阻r＝________Ω．電源的效率η=________

（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的阻值R=________Ω時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率最大，P最大值=________W（保留三位小數(shù)）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖為探究變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系的電路圖。已知原線圈匝數(shù)為400匝，副線圈“1”接線柱匝數(shù)為800匝，“2”接線柱匝數(shù)為200匝，ab端輸入的正弦交變電壓恒為U，電壓表V1、V2的示數(shù)分別用U1、U2表示�；�P置于滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)，則開關(guān)S（　　）

A.打在“1”時(shí)，

B.打在“1”時(shí)，U1:U2=2:1

C.打在“2”與打在“1”相比，燈泡L更暗

D.打在“2”與打在“1”相比，ab端輸入功率更大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在測量干電池電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r的實(shí)驗(yàn)中，小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，S2為單刀雙擲開關(guān)，定值電阻R0=4Ω。合上開關(guān)S1，S2接圖甲中的1位置，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，記錄下幾組電壓表示數(shù)和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)；S2改接圖甲中的2位置，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，再記錄下幾組電壓表示數(shù)和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)。在同一坐標(biāo)系內(nèi)分別描點(diǎn)作出電壓表示數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)Ⅰ的圖像，如圖乙所示，兩直線與縱軸的截距分別為3.00V、2.99V，與橫軸的截距分別為0.5A、0.6A。

(1)S2接1位置時(shí)，作出的U－I圖線是圖乙中的____________（選填“A”或“B”）線；測出的電池電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r存在系統(tǒng)誤差，原因是____________。

(2)由圖乙可知，干電池電動(dòng)勢和內(nèi)阻的真實(shí)值分別為E真=____________，r真=____________。

(3)根據(jù)圖線求出電流表內(nèi)阻RA=____________。

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