【題目】如圖,在區(qū)域I中有方向水平向右的勻強(qiáng)電場,在區(qū)域II中有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B=0.5T;兩區(qū)域中的電場強(qiáng)度大小相等,E=2V/m;兩區(qū)域足夠大,分界線豎直。一可視為質(zhì)點的帶電小球用絕緣細(xì)線拴住靜止在區(qū)域I中的A點時,細(xì)線與豎直方向的夾角為45°,F(xiàn)剪斷細(xì)線,小球開始運(yùn)動,經(jīng)過時間t1=1s從分界線的C點進(jìn)入?yún)^(qū)域II,在其中運(yùn)動一段時間后,從D點第二次經(jīng)過 B分界線,再運(yùn)動一段時間后,從H點第三次經(jīng)過分界線,圖中除A點外,其余各點均未畫出,g=10m/s2,求:
(1)小球到達(dá)C點時的速度v;
(2)小球在區(qū)域II中運(yùn)動的時間t2;
(3)C、H之間的距離d。
【答案】(1)(2)(3)
【解析】試題分析:(1)對小球靜止時受力分析,求出重力與電場力的合力,剪斷細(xì)線后,小球在重力與電場力的作用下,沿合力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,由牛頓第二定律求出加速度,由速度公式求出到達(dá)C點的速度;(2)由第一問分析得出電場力與重力大小相等,故小球進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ中做勻速圓運(yùn)動,由洛倫茲力提供向心力,求出周期和圓心解,即可求出在區(qū)域Ⅱ運(yùn)動的時間;(3)小球從D點再次進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ時做類平拋運(yùn)動,結(jié)合幾何知識即可求解C、H之間的距離d.
(1)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時,受力分析如圖所示:
由圖可知小球帶正電,設(shè)電場與重力的合力為F,則有:
剪斷細(xì)線后,小球所受電場力與重力不變,小球?qū)⒆龀跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本運(yùn)動
由牛頓第二定律得:F=ma
解得:
則小球達(dá)到C點的速度為
(2)由(1)可知, ,則有: ,即
故小球在區(qū)域Ⅱ中做勻速圓運(yùn)動
則有: ,解得:
則周期
則小球從C到D的時間為:
(3)小球從D點再次進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅰ時,速度大小為v,方向與重力和電場力的合力垂直,故小球做類平拋運(yùn)動,設(shè)從D到H所用的時間為,其運(yùn)動軌跡如圖所示:
則沿DP方向做勻速運(yùn)動,則有:
PH方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動,則有:
由幾何關(guān)系知:DP=PH
聯(lián)立解得: ,
故DH=40m
而,又由(2)知
所以
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】油酸酒精溶液中每1000 mL 有油酸0.6 mL,用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液,量筒中的溶液體積增加1 mL。若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中,由于酒精溶于水,油酸在水面展開,穩(wěn)定后形成的單分子油膜的形狀如圖所示。
(1)若每一小方格的邊長為30 mm,則油酸薄膜的面積為________m2;
(2)每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為______m3;
(3)根據(jù)上述數(shù)據(jù),估算出油酸分子的直徑為________m。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示是靜電場的一部分電場線分布,下列說法中正確的是( )
A. 這個電場可能是負(fù)點電荷的電場
B. 點電荷q在A點處受到的靜電力比在B點處受到的靜電力大
C. 點電荷q在A點處的瞬時加速度比在B點處的瞬時加速度小(不計重力)
D. 負(fù)電荷在B點處受到的靜電力的方向沿B點切線方向
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,水平光滑的平行金屬導(dǎo)軌,左端接有電阻R,勻強(qiáng)磁場B豎直向下分布在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi),質(zhì)量一定的金屬棒PQ垂直導(dǎo)軌放置.今使棒以一定的初速度v0向右運(yùn)動,當(dāng)其通過位置a、b時,速率分別為va、vb,到位置c時棒剛好靜止,設(shè)導(dǎo)軌與棒的電阻均不計,a到b與b到c的間距相等,則金屬棒在由a到b和由b到c的兩個過程中
A. 回路中產(chǎn)生的內(nèi)能相等
B. 棒運(yùn)動的加速度相等
C. 安培力做功相等
D. 通過棒橫截面積的電荷量相等
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】用圖示裝置探究平拋運(yùn)動的規(guī)律。兩個相同的小鋼球A、B球心等高,用力向左擊打B,使B離開裝置做平拋運(yùn)動,同時電路斷開,A自由下落,經(jīng)一段時間后兩球在空中相撞。下列說法正確的是
A. 該實驗說明B在水平方向做勻速運(yùn)動
B. 該實驗說明B在豎直方向做自由落體運(yùn)動
C. 若加大擊打力度,兩球可能不相撞
D. 若減小擊打力度,兩球一定不相撞
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,電源的電動勢和內(nèi)阻分別為E、r,在滑動變阻器的滑片P由a向b移動的過程中,下列說法正確的是
A. 電流表的讀數(shù)一定減小
B. R0的功率一定先減小后增大
C. 電源輸出功率可能先增大后減小
D. 電壓表與電流表讀數(shù)的比值以及讀數(shù)變化量的比值均先增大后減小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示為賽車場的一個水平“U”形彎道,轉(zhuǎn)彎處為圓心在O點的半圓,內(nèi)外半徑分別為r和2r。一輛質(zhì)量為m的賽車通過AB線經(jīng)彎道到達(dá)線,有如圖所示的①②③三條路線,其中路線③是以為圓心的半圓,。賽車沿圓弧路線行駛時,路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力為。選擇路線,賽車以不打滑的最大速率通過彎道(所選路線內(nèi)賽車速率不變,發(fā)動機(jī)功率足夠大),則
A.選擇路線①,賽車經(jīng)過的路程最短
B.選擇路線②,賽車的速率最小
C.選擇路線③,賽車所用時間最短
D.①②③三條路線的圓弧上,賽車的向心加速度大小相等
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】金屬板和板前一正點電荷形成的電場線分布如圖所示,A、B、C、D為電場中的四個點,則( )
A. B、D兩點的電勢相等
B. B點的電場強(qiáng)度比D點的大
C. 負(fù)電荷在C點的電勢能低于在A點的電勢能
D. 正電荷由D點靜止釋放,只受電場力作用沿電場線運(yùn)動到B點
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)量為m的物塊甲以3 m/s的速度在光滑水平面上運(yùn)動,有一輕彈簧固定其上,另一質(zhì)量也為m的物塊乙以4 m/s的速度與甲相向運(yùn)動,如圖所示。則
A. 甲、乙兩物塊在彈簧壓縮過程中,系統(tǒng)動量守恒
B. 當(dāng)兩物塊相距最近時,甲物塊的速率為零
C. 當(dāng)甲物塊的速率為1 m/s時,乙物塊的速率可能為2 m/s,也可能為0
D. 甲物塊的速率可能達(dá)到5 m/s
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