【題目】設(shè)空間中存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,如右圖所示。已知一離子在電場力和洛侖茲力的作用下,從靜止開始自A點沿ABC曲線運動,到達B點時速度為零,C點是運動的最低點,忽略重力,以下說法中正確的是:( )
A. 這個離子必帶正電荷;
B. A點和B點位于同一高度;
C. 離子在C點時速度最大;
D. 離子達B點后將沿原路返回點。
【答案】ABC
【解析】
試題(1)由離子從靜止開始運動的方向可知離子必帶正電荷;
(2)在運動過程中,洛倫茲力永不做功,只有電場力做功根據(jù)動能定理即可判斷BC;
(3)達B點時速度為零,將重復(fù)剛才ACB的運動.
解:A.離子從靜止開始運動的方向向下,電場強度方向也向下,所以離子必帶正電荷,A正確;
B.因為洛倫茲力不做功,只有靜電力做功,A、B兩點速度都為0,根據(jù)動能定理可知,離子從A到B運動過程中,電場力不做功,故A、B位于同一高度,B正確;
C.C點是最低點,從A到C運動過程中電場力做正功最大,根據(jù)動能定理可知離子在C點時速度最大,C正確;
D.到達B點時速度為零,將重復(fù)剛才ACB的運動,向右運動,不會返回,故D錯誤.
故選ABC.
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【題目】如圖(a)所示,間距為l、電阻不計的光滑導(dǎo)軌固定在傾角為θ的斜面上.在區(qū)域Ⅰ內(nèi)有方向垂直于斜面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B;在區(qū)域Ⅱ內(nèi)有垂直于斜面向下的勻強磁場,其磁感應(yīng)強度Bt的大小隨時間t變化的規(guī)律如圖(b)所示.t=0時刻在軌道上端的金屬細棒ab從如圖位置由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑,同時下端的另一金屬細棒cd在位于區(qū)域I內(nèi)的導(dǎo)軌上由靜止釋放.在ab棒運動到區(qū)域Ⅱ的下邊界EF處之前,cd棒始終靜止不動,兩棒均與導(dǎo)軌接觸良好.已知cd棒的質(zhì)量為m、電阻為R,ab棒的質(zhì)量、阻值均未知,區(qū)域Ⅱ沿斜面的長度為2l,在t=tx時刻(tx未知)ab棒恰進入?yún)^(qū)域Ⅱ,重力加速度為g.求:
圖(a) 圖(b)
(1)通過cd棒電流的方向和區(qū)域Ⅰ內(nèi)磁場的方向;
(2)當ab棒在區(qū)域Ⅱ內(nèi)運動時,cd棒消耗的電功率;
(3)ab棒開始下滑的位置離EF的距離;
(4)ab棒開始下滑至EF的過程中回路中產(chǎn)生的熱量.
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【題目】如圖所示是冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐的示意圖,冶煉爐內(nèi)裝入被冶煉的金屬,線圈通入高頻交變電流,這時被冶煉的金屬就能被熔化.這種冶煉方法速度快、溫度容易控制,并能避免有害雜質(zhì)混入被煉金屬中,因此適于冶煉特種金屬.該爐的加熱原理是( )
A. 利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱
B. 利用紅外線
C. 利用交變電流的交變磁場在爐內(nèi)金屬中產(chǎn)生的渦流
D. 利用交變電流的交變磁場所激發(fā)的電磁波
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【題目】如圖所示,半徑為R,內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置,整個裝置處在方向豎直向上的勻強電場中,兩個質(zhì)量均為m、帶電量相同的帶正電小球a、b,以不同的速度進入管內(nèi)(小球的直徑略小于半圓管的內(nèi)經(jīng),且忽略兩小球之間的相互作用),a通過最高點A時,對外管壁的壓力大小為3、5mg,b通過最高點A時,對內(nèi)管壁的壓力大小0、25mg,已知兩小球所受電場力的大小為重力的一半。
求(1)a、b兩球落地點距A點水平距離之比;
(2)a、b兩球落地時的動能之比。
【答案】(1)4∶3 (2)8∶3
【解析】
試題分析:(1)以a球為研究對象,設(shè)其到達最高點時的速度為,根據(jù)向心力公式有:
其中
解得:
以b球為研究對象,設(shè)其到達最高點時的速度為vb,根據(jù)向心力公式有:
其中
解得:
兩小球脫離半圓管后均做平拋運動,根據(jù)可得它們的水平位移之比:
(2)兩小球做類平拋運動過程中,重力做正功,電場力做負功,根據(jù)動能定理有:
對a球:
解得:
對b球:
解得:
則兩球落地時的動能之比為:
考點:本題考查靜電場、圓周運動和平拋運動,意在考查考生的分析綜合能力。
【名師點睛】本題關(guān)鍵是對小球在最高點進行受力分析,然后根據(jù)向心力公式和牛頓第二定律求出平拋的初速度,再結(jié)合平拋運動規(guī)律求解。
【題型】解答題
【結(jié)束】
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【題目】如圖所示,傾角θ=37°的光滑且足夠長的斜面固定在水平面上,在斜面頂端固定一個輪半徑和質(zhì)量不計的光滑定滑輪D,質(zhì)量均為m=1kg的物體A和B用一勁度系數(shù)k=240N/m的輕彈簧連接,物體B被位于斜面底端且垂直于斜面的擋板P擋住。用一不可伸長的輕繩使物體A跨過定滑輪與質(zhì)量為M的小環(huán)C連接,小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細桿,當整個系統(tǒng)靜止時,環(huán)C位于Q處,繩與細桿的夾角α=53°,且物體B對擋板P的壓力恰好為零。圖中SD水平且長度 為d=0.2m,位置R與位置Q關(guān)于位置S對稱,輕彈簧和定滑輪右側(cè)的繩均與斜面平行。現(xiàn) 讓環(huán)C從位置R由靜止釋放,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。
求:(1)小環(huán)C的質(zhì)量 M;
(2)小環(huán)C通過位置S時的動能 Ek及環(huán)從位置R運動到位置S的過程中輕繩對環(huán)做的功WT;
(3)小環(huán)C運動到位置Q的速率v.
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【題目】一汽車沿平直公路運動,某段時間內(nèi)的速度—時間圖像如圖所示,則( )
A. 在0~t1時間內(nèi),汽車做勻減速直線運動
B. 在0~t1時間內(nèi),汽車的位移等于v1t1
C. 在t1~t2時間內(nèi),汽車的平均速度小于
D. 在t1~t2時間內(nèi),汽車的平均速度等于
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【題目】如圖所示為垂直紙面向里的勻強磁場,若在空間中加一與磁場垂直的方向水平的勻強電場,某帶電小球剛好沿圖中的虛線PQ做直線運動.則下列判斷正確的是( )
A. 帶電小球的速度一定不變
B. 帶電小球的速度可能增大
C. 如果小球帶正電荷,則電場的方向應(yīng)沿水平方向向右
D. 如果小球帶負電荷,小球的運動方向一定是從Q點向P點運動
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【題目】我國發(fā)射了一顆資源探測衛(wèi)星,發(fā)射時,先將衛(wèi)星發(fā)射至距地面50km的近地圓軌道1上,然后變軌到近地點高50km,遠地點高1500km的橢圓軌道2上,最后由軌道2進入半徑為7900km的圓軌道3,已知地球表面的重力加速度g=10m/s2,忽略空氣阻力,則以下說法錯誤的是
A. 在軌道2運行的速率可能大于7.9km/s
B. 衛(wèi)星在軌道2上從遠地點向近地點運動的過程中速度增大,機械能增大
C. 由軌道2變?yōu)檐壍?/span>3需要在近地點點火加速,且衛(wèi)星在軌道2上的運行周期小于在軌道3上的運行周期
D. 僅利用以上數(shù)據(jù),可以求出衛(wèi)星在軌道3上的動能
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【題目】為了驗證動能定理,某學習小組在實驗室組裝了如圖所示的裝置,還備有下列器材:打 點計時器所用的學生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、細砂、刻度尺。
他們稱得滑塊的質(zhì)量為 M、砂和小桶的總質(zhì)量為 m,當滑塊連接上紙帶,用細線通過滑輪 掛上空的小桶時,滑塊處于靜止狀態(tài),要完成該實驗,則:
(1)實驗時為保證細線拉力等于滑塊所受的合外力,首先要做的步驟是_____實驗時為保證細線的拉力與砂和小桶的總重力大小基本相等,砂和小桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實驗條件是_____。
(2)在(1)問的基礎(chǔ)上,讓小桶帶動滑塊加速運動,用打點計時器記錄其運動情況,在打點計 時器打出的紙帶上取兩點,測出該兩點的間距為 L、打下該兩點時滑塊的速度大小為 v1、 v2(v1<v2),已知當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span> g,寫出實驗要驗證的動能定理表達式:________(用題中所給的字母表示)。
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【題目】如圖所示為某靜電場等勢面的分布情況,電荷量為1.6×10-9 C的正電荷從A到B靜電力做功W1,從B到C靜電力做功W2,從C到D靜電力做功W3,若從A直接到D靜電力做功W4,則( )
A. W1=3.2×10-8 J
B. W2=1.6×10-8 J
C. W3=3.2×10-8 J
D. W4=-4.8×10-8 J
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