【題目】（20分）如圖所示，水平虛線X下方區(qū)域分布著方向水平、垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，整個(gè)空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)（圖中未畫(huà)出）。質(zhì)量為m，電荷量為+q的小球P靜止于虛線X上方A點(diǎn)，在某一瞬間受到方向豎直向下、大小為I的沖量作用而做勻速直線運(yùn)動(dòng)。在A點(diǎn)右下方的磁場(chǎng)中有定點(diǎn)O，長(zhǎng)為l的絕緣輕繩一端固定于O點(diǎn)，另一端連接不帶點(diǎn)的質(zhì)量同為m的小球Q，自然下垂。保持輕繩伸直，向右拉起Q，直到繩與豎直方向有一小于5。的夾角，在P開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的同時(shí)自由釋放Q，Q到達(dá)O點(diǎn)正下方W點(diǎn)是速率為v0。P、Q兩小球在W點(diǎn)發(fā)生正碰，碰到電場(chǎng)，磁場(chǎng)消失，兩小球黏在一起運(yùn)動(dòng)。P、Q兩小球均視為質(zhì)點(diǎn)，P小球的電荷量保持不變，繩不可伸長(zhǎng)不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。

（1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的大小和進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率；

（2）若繩能承受的最大拉力為,要使繩不斷，至少為多大？

（3）求點(diǎn)距虛線的距離

【答案】（1） （2）

（3）(n為大于（）的整數(shù))

(n為大于（）的整數(shù))

【解析】

試題（1）設(shè)小球P所受電場(chǎng)力為F1，則F1=qE，以整個(gè)空間重力和電場(chǎng)力平衡，有F1=mg，聯(lián)立相關(guān)方程得，設(shè)小球P受到?jīng)_量獲得速度為v，由動(dòng)量定理得I=mv，得：

（2）設(shè)P、Q同向時(shí)候碰后在W點(diǎn)的最大速度為v0，由動(dòng)量守恒定律得mv+mv0=（m+m)v’，此刻輕繩的張力也為最大，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得：，聯(lián)立相關(guān)方程，得

（3）設(shè)P在X上方做勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為h，則t=s/v，設(shè)P在X下方做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則

設(shè)小球Q從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到與P球相向碰撞的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為to，由單擺周期性有：

由題意，有，聯(lián)立相關(guān)方程，得

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，自耦變壓器原線圈接220V交流電源，原線圈與4V、2W的燈泡串聯(lián)。副線圈連接滑動(dòng)變阻器和36V、36W的燈泡。調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使兩燈泡都正常發(fā)光。則滑動(dòng)變阻器接入電路阻值約為

A.4ΩB.12ΩC.18ΩD.36Ω

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，某同學(xué)以不同的初速度將籃球從同一位置拋出，籃球兩次拋出后均垂直撞在豎直墻上，圖中曲線為籃球第一次運(yùn)動(dòng)的軌跡，O為撞擊點(diǎn)，籃球第二次拋出后與墻的撞擊點(diǎn)在O點(diǎn)正下方，忽略空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是

A. 籃球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等

B. 籃球第一次撞墻時(shí)的速度較小

C. 籃球第一次拋出時(shí)速度的豎直分量較小

D. 籃球第一次拋出時(shí)的初速度較小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn)，兩電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖所示，其中A、N兩點(diǎn)的電勢(shì)為零，ND段中C點(diǎn)電勢(shì)最高，則

A. C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零

B. A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為零

C. NC間場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸正方向

D. 將一負(fù)點(diǎn)電荷從N點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，如圖所示，重物的質(zhì)量m=50kg，電源的電壓為120V。不計(jì)內(nèi)阻，當(dāng)電機(jī)以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度I= 5A，（g=10m/s2）求：

(1)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為多少？

(2)電動(dòng)機(jī)對(duì)該重物提升的最大提升速度是多少？

(3)若因電動(dòng)機(jī)的故障電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流為多大？電動(dòng)機(jī)消耗的電功率是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的情況中，a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)均相同的是（ ）

A.甲圖：離點(diǎn)電荷等距的a、b兩點(diǎn)

B.乙圖：兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上，與連線中點(diǎn)等距的a、b兩點(diǎn)

C.丙圖：兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷連線上，與連線中點(diǎn)等距的 a、b 兩點(diǎn)

D.丁圖：帶電平行金屬板兩板間分別靠近兩板的 a、b 兩點(diǎn)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示是水波干涉示意圖，S1、S2是兩波源，A、D、B三點(diǎn)在一條直線上，兩波源頻率相同，振幅相等，則下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. B處質(zhì)點(diǎn)一直在波谷

B. C處質(zhì)點(diǎn)一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷

C. A處質(zhì)點(diǎn)一會(huì)兒在波峰，一會(huì)兒在波谷

D. D處質(zhì)點(diǎn)一直在平衡位置

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，兩滑塊A、B在光滑水平面上沿同直線相向運(yùn)動(dòng)，滑塊 A的質(zhì)量為m，速度大小為2，方向向右，滑塊B的質(zhì)量為2m，速度大小為，方向向左，兩滑塊發(fā)生彈性碰撞后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是

A. A和B都向左運(yùn)動(dòng)

B. A向左運(yùn)動(dòng)，B向右運(yùn)動(dòng)

C. A靜止，B向右運(yùn)動(dòng)

D. A和B都向右運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示是游樂(lè)場(chǎng)中過(guò)山車的實(shí)物圖，可將過(guò)山車的部分運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為圖乙的模型。若質(zhì)量為m的小球從曲面軌道上h＝4R的P點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)A點(diǎn)時(shí)與軌道間作用力剛好為2mg。已知P到B曲面軌道光滑，B為軌道最低點(diǎn)，圓軌道粗糙且半徑為R，重力加速度取g。下列說(shuō)法正確的是（　　）

A.小球從P點(diǎn)下滑到A點(diǎn)過(guò)程中，合外力做功為mgR

B.小球從P點(diǎn)下滑到A點(diǎn)過(guò)程中，機(jī)械能損失mgR

C.小球從P點(diǎn)下滑到A點(diǎn)過(guò)程中，重力做功為2mgR

D.若小球從h＝3R的位置由靜止釋放，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)恰好與軌道之間無(wú)相互作用

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