【題目】(16分)

如圖所示,長(zhǎng)l=1 m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定,下端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球,小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,繩與豎直方向的夾角θ=37°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10–6 C,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.,求:

(1)小球所受電場(chǎng)力F的大小。

(2)小球的質(zhì)量m。

(3)將電場(chǎng)撤去,小球回到最低點(diǎn)時(shí)速度v的大小。

【答案】F=3.0×10-3N;m=4.0×10-4kg;v=2.0m/s

【解析】根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義式可知,小球所受電場(chǎng)力大小為:

F=qE=1.0×10-6×3.0×103N=3.0×10-3N

小球受mg、繩的拉力T和電場(chǎng)力F作用,如下圖所示

根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件和圖中幾何關(guān)系有:mgtan37°=F

解得:m=4.0×10-4kg

撤去電場(chǎng)后,小球?qū)⒗@懸點(diǎn)擺動(dòng),根據(jù)動(dòng)能定理有:mgl(1-cos37°)=-0

解得:v==2.0m/s

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,用重物帶動(dòng)紙帶從靜止開(kāi)始自由下落,利用此裝置可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。

①已準(zhǔn)備的器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(帶導(dǎo)線)、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物,此外還需要的器材是________(填字母代號(hào))。

A.直流電源、天平及砝碼

B.直流電源、毫米刻度尺

C.交流電源、天平及砝碼

D.交流電源、毫米刻度尺

②實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量物體由靜止開(kāi)始自由下落到某點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度v和下落高度h。 某同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的紙帶設(shè)計(jì)了以下四種測(cè)量方案。這些方案中合理的是_______

A.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,由打點(diǎn)間隔數(shù)計(jì)算出下落時(shí)間t,通過(guò)v=gt計(jì)算出瞬時(shí)速度v

B.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,并通過(guò)計(jì)算出瞬時(shí)速度v

C.根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測(cè)算出瞬時(shí)速度v,并通過(guò)計(jì)算得出高度h

D.用刻度尺測(cè)出物體下落的高度h,根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于這點(diǎn)前后相鄰兩點(diǎn)間的平均速度,測(cè)算出瞬時(shí)速度v

③安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶,如下圖所示。圖中O點(diǎn)為打點(diǎn)起始點(diǎn),且速度為零。選取紙帶上打出的連續(xù)點(diǎn)A、BC、…作為計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)出其中E、F、G點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離分別為h1、h2、h3。已知重錘質(zhì)量為m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T。為了驗(yàn)證此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中機(jī)械能是否守恒,需要計(jì)算出從O點(diǎn)到F點(diǎn)的過(guò)程中:重錘重力勢(shì)能的減少量ΔEp=_______,動(dòng)能的增加量ΔEk=_______ (用題中所給字母表示)

④某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h,并計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v,用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制出v2-h圖線,圖象是一條直線,此直線斜率的物理含義是________。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】[物理——選修3–3](15分)

(1)(5分)如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā),經(jīng)過(guò)等容過(guò)程ab到達(dá)狀態(tài)b,再經(jīng)過(guò)等溫過(guò)程bc到達(dá)狀態(tài)c,最后經(jīng)等壓過(guò)程ca回到狀態(tài)a。下列說(shuō)法正確的是_______(填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)。

A.在過(guò)程ab中氣體的內(nèi)能增加 B.在過(guò)程ca中外界對(duì)氣體做功

C.在過(guò)程ab中氣體對(duì)外界做功 D.在過(guò)程bc中氣體從外界吸收熱量

E.在過(guò)程ca中氣體從外界吸收熱量

(2)(10分)一種測(cè)量稀薄氣體壓強(qiáng)的儀器如圖(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分別連通兩豎直玻璃細(xì)管K1和K2。K1長(zhǎng)為l,頂端封閉,K2上端與待測(cè)氣體連通;M下端經(jīng)橡皮軟管與充有水銀的容器R連通。開(kāi)始測(cè)量時(shí),M與K2相通;逐漸提升R,直到K2中水銀面與K1頂端等高,此時(shí)水銀已進(jìn)入K1,且K1中水銀面比頂端低h,如圖(b)所示。設(shè)測(cè)量過(guò)程中溫度、與K2相通的待測(cè)氣體的壓強(qiáng)均保持不變。已知K1和K2的內(nèi)徑均為d,M的容積為V0,水銀的密度為ρ,重力加速度大小為g。求:

(i)待測(cè)氣體的壓強(qiáng);

(ii)該儀器能夠測(cè)量的最大壓強(qiáng)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(6分)某探究小組做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn),將畫(huà)有坐標(biāo)軸(橫軸為x軸,縱軸為y軸,最小刻度表示1 mm)的紙貼在桌面上,如圖(a)所示。將橡皮筋的一端Q固定在y軸上的B點(diǎn)(位于圖示部分除外),另一端P位于y軸上的A點(diǎn)時(shí),橡皮筋處于原長(zhǎng)。

(1)用一只測(cè)力計(jì)將橡皮筋的P端沿y軸從A點(diǎn)拉至坐標(biāo)原點(diǎn)O,此時(shí)拉力F的大小可由測(cè)力計(jì)讀出。測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖(b)所示,F(xiàn)的大小為 N。

(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A點(diǎn);現(xiàn)使用兩個(gè)測(cè)力計(jì)同時(shí)拉橡皮筋,再次將P端拉至O點(diǎn),此時(shí)觀察到兩個(gè)拉力分別沿圖(a)中兩條虛線所示的方向,由測(cè)力計(jì)的示數(shù)讀出兩個(gè)拉力的大小分別為F1=4.2 N和F2=5.6 N。

(i)用5 mm長(zhǎng)度的線段表示1 N的力,以O(shè)點(diǎn)為作用點(diǎn),在圖(a)中畫(huà)出力F1、F2的圖示,然后按平形四邊形定則畫(huà)出它們的合力F;

(ii)F的大小為 N,F(xiàn)與拉力F的夾角的正切值為 。

若F與拉力F的大小及方向的偏差均在實(shí)驗(yàn)所允許的誤差范圍之內(nèi),則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了力的平行四邊形定則。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(18分)

如圖1所示,用質(zhì)量為m的重物通過(guò)滑輪牽引小車(chē),使它在長(zhǎng)木板上運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況。利用該裝置可以完成“探究動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)。

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是 (選填選項(xiàng)前的字母)。

A.直流電源 B.交流電源

(2)實(shí)驗(yàn)中,需要平衡摩擦力其他阻力。正確操作方法是 (選填選項(xiàng)前的字母)。

A.把長(zhǎng)木板右端墊高 B.改變小車(chē)的質(zhì)量

在不掛重物且 (選填選項(xiàng)前的字母)的情況下,輕推一下小車(chē),若小車(chē)拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng),表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。

A.計(jì)時(shí)器不打點(diǎn) B.計(jì)時(shí)器打點(diǎn)

(3)接通電源,釋放小車(chē),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn),將打下的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為O。在紙帶上依次去A、B、C……若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)。測(cè)得A、B、C……各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為x1、x2、x3……,如圖2所示。

實(shí)驗(yàn)中,重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量,可認(rèn)為小車(chē)所受的拉力大小為mg,從打O點(diǎn)打B點(diǎn)的過(guò)程中,拉力對(duì)小車(chē)做的功W= ,打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度v= 。

(4)以v2為縱坐標(biāo),W為橫坐標(biāo),利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖3所示的v2–W圖象。由此圖象可得v2隨W變化的表達(dá)式為_(kāi)________________。根據(jù)功與能的關(guān)系,動(dòng)能的表達(dá)式中可能包含v2這個(gè)因子;分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的單位關(guān)系,與圖線斜率有關(guān)的物理量應(yīng)是_________。

(5)假設(shè)已經(jīng)完全消除了摩擦力和其他阻力的影響,若重物質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量的條件,則從理論上分析,圖4中正確反映v2–W關(guān)系的是______________。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】有一個(gè)消毒用電器P,電阻為20 ,它只有在電壓高于24 V時(shí)才能工作.今用一個(gè)光敏電阻R1對(duì)它進(jìn)行控制,光敏電阻的阻值在有光照時(shí)為100 Ω,黑暗時(shí)為1 000 Ω.電源電動(dòng)勢(shì)E36 V,另有一個(gè)定值電阻R2電阻為1 000 Ω.下列電路電鍵閉合后能使消毒用電器在光照時(shí)正常工作,黑暗時(shí)停止工作的是(  )

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,質(zhì)量m1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以v010ms的初速度從粗糙斜面上的P點(diǎn)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最高點(diǎn)后,又沿原路返回,其速率隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,已知斜面固定且足夠長(zhǎng).且不計(jì)空氣阻力,取g10ms2.下列說(shuō)法中正確的是( )

A. 物塊所受的重力與摩擦力之比為52

B. t1st6s的時(shí)間內(nèi)物塊所受重力的平均功率為50W

C. t6s時(shí)物體克服摩擦力做功的功率為20W

D. t0t1s時(shí)間內(nèi)機(jī)械能的變化量大小與t1st6s時(shí)間內(nèi)機(jī)械能變化量大小之比為1 5

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界為平行四邊形ABDC,其中AC邊與對(duì)角線BC垂直一束電子以大小不同的速度沿BCB點(diǎn)射入磁場(chǎng),不計(jì)電子的重力和電子之間的相互作用關(guān)于電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情況,下列說(shuō)法中正確的是(  )

A. AB邊出射的電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相等

B. AC邊出射的電子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間都相等

C. 入射速度越大的電子,其運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)

D. 入射速度越大的電子,其運(yùn)動(dòng)軌跡越長(zhǎng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)電荷量為-Q的點(diǎn)電荷甲固定在粗糙絕緣水平面上O點(diǎn),另一個(gè)電荷量為+q、質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙,A點(diǎn)以初速度v0沿它們的連線向甲運(yùn)動(dòng)B點(diǎn)時(shí)速度減小到最小值v,已知點(diǎn)電荷乙與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,A、B間距離為L0,靜電力常量為k則下列說(shuō)法中正確的是(  )

A. OB間的距離為

B. 在點(diǎn)電荷甲產(chǎn)生的電場(chǎng)中,B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為

C. 點(diǎn)電荷乙在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能

D. 在點(diǎn)電荷甲產(chǎn)生的電場(chǎng)中A、B間的電勢(shì)差

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