【題目】如圖所示,一固定直桿AB長為L=2m,與豎直方向的夾角為θ=53°,一質(zhì)量為m=4kg,電荷量為q=+3×10-5 C的小球套在直桿上,將小球從A端靜止釋放,球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=.直桿所在處空間有水平向右的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為E =1×106N/C。重力加速度g=10m/s2
(1) 求小球下滑過程所受摩擦力的大小
(2) 求小球下滑至桿的B端時(shí)的速度大小v1;
(3)桿與豎直方向的夾角不同,小球滑至桿的B端時(shí)的速度大小不同。當(dāng)桿與豎直方向的夾角為某一值時(shí),小球滑至B端具有最大的速度,求此夾角以及相應(yīng)的小球滑至B端的速度大小。
【答案】(1)12N(2)6m/s(3)5m/s
【解析】(1)小球受力可知,電場力為:F=qE=3×10﹣5×106N=30N,
彈力為:N=mgsinθ﹣Fcosθ=(40×0.8﹣30×0.6)N=14N,
摩擦力大小為:f=μN(yùn)= ×14N=12N
(2)小球從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過程中,由動(dòng)能定理得:
(Fsinθ+mgcosθ﹣f)L= mv12﹣0,
代入數(shù)據(jù)可解得:v1=6m/s;
小球滑到低端時(shí)的速度大小為6m/s
(3)為使小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度最大,當(dāng)重力與電場力做的功最多而克服摩擦力做的功最小時(shí)小球的速度最大,則桿應(yīng)沿重力與電場力的合力方向,
有:tanθ= = ,
則桿與豎直方向夾角:θ=37°,此時(shí)摩擦力為0,
由動(dòng)能定理得:(Fsinθ+mgcosθ)L=mv22﹣0,
代入數(shù)據(jù)解得:v2=5m/s
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,半徑R=0.4 m的光滑圓弧軌道BC固定在豎直平面內(nèi),軌道的上端點(diǎn)B和圓心O的連線與水平方向的夾角θ=30°,下端點(diǎn)C為軌道的最低點(diǎn)且與光滑水平面相切,一根輕質(zhì)彈簧的右端連接著M=0.3 kg的滑塊靜止在平面上。質(zhì)量m=0.1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從空中A點(diǎn)以v0=2 m/s的速度被水平拋出,恰好從B點(diǎn)沿軌道切線方向進(jìn)入軌道,經(jīng)過C點(diǎn)后沿水平面向右運(yùn)動(dòng)(g取10 m/s2)。求:
(1)小物塊經(jīng)過圓弧軌道上B點(diǎn)時(shí)速度vB的大。
(2)小物塊經(jīng)過圓弧軌道上C點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大;
(3)彈簧的彈性勢能的最大值Epm。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】有一燈泡上標(biāo)有“6 V 0.1 A”字樣,現(xiàn)要測繪該燈泡的伏安特性曲線,有下列器材可供選用:
A.電壓表(0~5 V,內(nèi)阻2.0 kΩ)
B.電壓表(0~10 V,內(nèi)阻3.0 kΩ)
C.電流表(0~0.3 A,內(nèi)阻2.0 Ω)
D.電流表(0~6 A,內(nèi)阻1.5 Ω)
E.滑動(dòng)變阻器(30 Ω,2 A)
F.滑動(dòng)變阻器(100 Ω,0.5 A)
G.學(xué)生電源(直流9 V)及開關(guān)、導(dǎo)線等
(1)實(shí)驗(yàn)中所用的電壓表應(yīng)選__________,電流表應(yīng)選__________,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選____________.
(2) 本實(shí)驗(yàn)要求電壓從零開始測量,所以從下列電路圖中選出正確的實(shí)驗(yàn)電路圖( ).
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】地面附近存在著一有界電場,邊界MN將某空間分成上下兩個(gè)區(qū)域Ⅰ、Ⅱ,在區(qū)域Ⅱ中有向上的勻強(qiáng)電場,在區(qū)域Ⅰ中離邊界某一高度由靜止釋放一質(zhì)量為m的帶電小球A,如圖甲所示,小球運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示,已知重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,則( )
A. 在t=2.5 s時(shí),小球經(jīng)過邊界MN
B. 小球受到的重力與電場力之比為3∶5
C. 在小球向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,重力做的功與電場力做的功大小相等
D. 在小球運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,小球的機(jī)械能與電勢能總和先變大再變小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】為了測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻,某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路,實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了下列器材供選用
A.待測干電池一節(jié)
B.直流電流表A1(量程0~0.6A,內(nèi)阻約為0.1Ω)
C.直流電流表A2(量程0~3A,內(nèi)阻約為0.02Ω)
D.直流電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約為5 kΩ)
E.直流電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約為25 kΩ)
F.滑動(dòng)變阻器R1(阻值范圍為0~15Ω,允許最大電流為1A)
G..滑動(dòng)變阻器R2(阻值范圍為0~1000Ω,允許最大電流為2A)
H.開關(guān)
I.導(dǎo)線若干
(1)實(shí)驗(yàn)中電匪表應(yīng)選用____;電流表應(yīng)選用_____;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_____.(填字母代號(hào))
(2)實(shí)驗(yàn)小組在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),初始滑片P在最右端,但由于滑動(dòng)變阻器某處發(fā)生斷路,合上開關(guān)S后發(fā)現(xiàn)滑片P向左滑過一段距離x后電流表才有讀數(shù),于是該組同學(xué)分別作出了電壓表讀數(shù)U與x、電流表讀數(shù)I與x的關(guān)系圖,如圖乙所示,則根據(jù)圖像可知,電池的電動(dòng)勢為_____ V,內(nèi)阻為____Ω.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示的電路中,兩平行金屬板A、B水平放置,兩板間距離d=40 cm.電源電動(dòng)勢E=24 V,內(nèi)電阻r=1 Ω,電阻R=15 Ω.閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0=4 m/s豎直向上射入板間.若小球帶電荷量為q=1×10-2 C,質(zhì)量為m=2×10-2 kg,不考慮空氣阻力.那么,要使小球恰能到達(dá)A板,滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值和此時(shí)電源的輸出功率為(取g=10 m/s2)
A. 8 Ω、23 W B. 32 Ω、8 W C. 8 Ω、15 W D. 32 Ω、23 W
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【題目】如圖所示,水平面上固定一傾角為θ=30°的斜面,一輕質(zhì)彈簧下端固定在斜面底端的擋板上,上端連接一質(zhì)量m=2kg的物塊(視為質(zhì)點(diǎn)),開始時(shí)物塊靜止在斜面上A點(diǎn),此時(shí)物塊與斜面的摩擦力恰好為零,現(xiàn)用一沿斜面問上的恒力F=20N作用在物塊上,使其沿科面向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),力F做的功W=4J,己知彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m,物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù),g=10m/s,則下列結(jié)論正確的是
A. 物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,重力勢能增加了4J
B. 物塊從A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,產(chǎn)生的內(nèi)能為1.2J
C. 物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小為
D. 物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,彈簧彈性勢能的變化量為0.5J
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)量為m、電荷量為q的微粒以速度v與水平方向成θ角從0點(diǎn)進(jìn)入方向如圖所示的正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場組成的混合場區(qū),該微粒在電場力、洛倫茲力和重力的共同作用下,恰好沿直線運(yùn)動(dòng)到A,下列說法中正確的是
A. 該微粒一定帶負(fù)電荷
B. 微粒從0到A的運(yùn)動(dòng)可能是勻變速運(yùn)動(dòng)
C. 該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
D. 該電場的場強(qiáng)為
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,AOB是截面為扇形的透明介質(zhì)的橫截面圖,其圓心角∠AOB=90°,半徑為r。在OA邊的右半部分AD間有一束平行光線垂直OA邊射入透明介質(zhì),已知透明介質(zhì)對該光線的折射率n=。(對于某一光線有折射時(shí)不考慮反射)
①求圓弧面上有光線射出的弧長;
②某光線經(jīng)圓弧面兩次全反射后恰好垂直OB面射出,求出射點(diǎn)到O點(diǎn)的距離(可用三角函數(shù)表示)。
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