【題目】如圖所示，在空間建立直角坐標(biāo)系，坐標(biāo)軸正方向如圖所示�？臻g有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T，方面垂直于紙面向里的磁場， II、III、IV象限（含x、y軸）有電場強(qiáng)度為E=1N/C，豎直向下的電場。光滑1/4圓弧軌道圓心O`，半徑為R=2m，圓環(huán)底端位于坐標(biāo)軸原點(diǎn)O。質(zhì)量為m1=1kg，帶電q1=-1C的小球A從O`處水平向右飛出，經(jīng)過一段時(shí)間，正好運(yùn)動到O點(diǎn)。質(zhì)量為m2=2kg，帶電q2=2C小球的B從與圓心等高處靜止釋放，與A同時(shí)運(yùn)動到O點(diǎn)并發(fā)生完全非彈性碰撞，碰后生成小球C。小球A、B、C均可視為質(zhì)點(diǎn)，所在空間無重力場作用。

（1）小球A在O`處的初速度為多大；

（2）碰撞完成后瞬間，圓弧軌道對小球C的支持力；

（3）小球C從O點(diǎn)飛出后的瞬間，將磁場方向改為豎直向上。分析C球在后續(xù)運(yùn)動過程中，再次回到y軸時(shí)離O點(diǎn)的距離。

【答案】（1）1m/s （2）1.5N （3）

【解析】

A從飛出后，在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力求出小球A在處的初速度；由動能定理求出B滑到O點(diǎn)的速度，A、B在O點(diǎn)發(fā)生完全非彈性碰撞，由動量守恒定律求出碰后生成的C球速度；根據(jù)牛頓第二定律求出碰后瞬間軌道對C支持力；C球從軌道飛出后，受到豎直向下的電場力和垂直紙面向外的洛倫茲力，在電場力作用下，C球在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，在水平方向做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動規(guī)律求出再次回到y軸時(shí)離O點(diǎn)的距離；

解：(1)A從飛出后，在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動，

洛倫茲力提供向心力，

解得：

(2)設(shè)B滑到O點(diǎn)的速度為，由動能定理

解得：

A、B在O點(diǎn)發(fā)生完全非彈性碰撞，設(shè)碰后生成的C球速度為，由動量守恒定律

在碰后瞬間，C球做圓周運(yùn)動，設(shè)軌道對C支持力為N，

C球帶電量

解得：N=1.5N

(3)C球從軌道飛出后，受到豎直向下的電場力和垂直紙面向外的洛倫茲力，在電場力作用下，C球在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，在水平方向做勻速圓周運(yùn)動，每隔一個周期T，C球回到y軸上。

由： ，及,

解得C球圓周運(yùn)動周期

C球豎直方向加速度

C球回到y軸時(shí)坐標(biāo)：

代入數(shù)據(jù)解得：（n=1、2、3.......）

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在測量電源電動勢和內(nèi)電阻的實(shí)驗(yàn)中，已知一節(jié)干電池的電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為0.30Ω；電壓表V(量程為3V，內(nèi)阻約3kΩ；電流表A（量程為0.6A，內(nèi)阻為0.70Ω）；滑動變阻器R（10Ω，2A）。為了更準(zhǔn)確地測出電源電動勢和內(nèi)阻。

（1）請?jiān)趫D1方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖______。在圖2中按原理圖在實(shí)物圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路______。

（2）在實(shí)驗(yàn)中測得多組電壓和電流值，得到如圖3所示的U-I圖線，由圖可得該電源電動勢E=___________ V ，內(nèi)阻r=___________ Ω。（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）

（3）某小組在實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表壞了，于是不再使用電流表，僅用電阻箱替換掉了滑動變阻器，他們在實(shí)驗(yàn)中讀出幾組電阻箱的阻值和電壓表的示數(shù)U，描繪出的關(guān)系圖像，得到的函數(shù)圖像是一條直線。若該圖像的斜率為k，與縱軸的截距為b，則其電動勢為___________，內(nèi)阻為______________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行板電容器AB兩極板水平放置，現(xiàn)將其接在直流電源上，已知A板和電源正極相連。當(dāng)開關(guān)接通時(shí)，一帶電油滴剛好能懸浮于兩板之間的P點(diǎn)，則下列說法正確的是( )

A. 油滴帶正電荷

B. 油滴帶負(fù)電荷

C. 保持開關(guān)閉合，將AB板左右錯開一段距離，油滴將向上運(yùn)動

D. 保持開關(guān)閉合，將A板下移一段距離，油滴將向上運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置。剛性輕繩上端系于O點(diǎn)，下端連接小球A，B為光電門，C為量角器，圓心在O點(diǎn)，輕繩可繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動。

（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（____）

A．該實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選質(zhì)量大，體積小的小球

B．該實(shí)驗(yàn)中，小球是否靜止釋放，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果

C．該實(shí)驗(yàn)中，只要細(xì)繩是繃緊的，小球無論從何位置靜止釋放，均可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

D．該實(shí)驗(yàn)中，輕繩偏離豎直方向擺角越大（），速度測量誤差越小

（2）若已知小球質(zhì)量為m，輕繩長度為l，小球直徑為d（小球直徑遠(yuǎn)小于繩長），輕繩偏離豎直方向的擺角為，光電門記錄小球通過的時(shí)間為t，試用上述物理量寫出驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式：______________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平面上有相互接觸并可視為質(zhì)點(diǎn)的物體A和B，在水平面上建立x軸，A、B初始位置在x=0處。A物體質(zhì)量m1=2kg，B物體質(zhì)量m2=1kg，A與水平面間摩擦系數(shù)滿足，B與水平面間摩擦系數(shù)為0.05。現(xiàn)對A施加水平向右恒力F，F=3N。

（1）求F剛作用在A上時(shí)，AB間彈力的大�。�

（2）分析A、B兩物體分離時(shí)的位置x。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電源電動勢E=8V，內(nèi)電阻為r=0.5Ω，“3V，3W”的燈泡L與電動機(jī)M串聯(lián)接在電源上，燈泡剛好正常發(fā)光，電動機(jī)剛好正常工作，電動機(jī)的線圈電阻R0=1.5Ω，下列說法正確的是（ ）

A. 通過電動機(jī)的電流為1.6A B. 電動機(jī)兩端電壓是1.5V

C. 電動機(jī)的輸入功率為1.5W D. 電動機(jī)的輸出功率為3W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖所示的裝置可以完成“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。用總質(zhì)量為m的托盤和砝碼所形成的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄小車的運(yùn)動情況。

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，需要平衡摩擦力和其他阻力。正確操作方法是

_______（選填選項(xiàng)前的字母）。

A.把長木板右端墊高 B.改變小車的質(zhì)量

③在__________（選填選項(xiàng)前的字母）且計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的情況下，輕推一下小車，若小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動，表明已經(jīng)消除了摩擦力和其他阻力的影響。

A. 不懸掛重物 B.懸掛重物

④實(shí)驗(yàn)中，為了保證懸掛重物的重力近似等于使小車做勻加速運(yùn)動的拉力，懸掛重物的總質(zhì)量m與小車M之間應(yīng)滿足的條件是__________

A .M >>m B. m>>M

⑤安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，物體做勻加速直線運(yùn)動。從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖所示（其中一段紙帶圖中未畫出）。圖中O點(diǎn)為打出的起始點(diǎn)，且速度為零。選取在紙帶上連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G作為計(jì)數(shù)點(diǎn)。其中測出D、E、F點(diǎn)距起始點(diǎn)O的距離分別為s1,s2,s3,如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T。物體運(yùn)動到E點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度表達(dá)式為vE=_____________ ;物體運(yùn)動的加速度表達(dá)式a=_________________

⑥該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，得到了如圖的α﹣F圖象，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因________________________．

⑦該同學(xué)在分析了原因后，決定改進(jìn)實(shí)驗(yàn)原理。在實(shí)驗(yàn)中，他每次改變拉力時(shí)，就將小車中的砝碼取出，加到托盤中，把托盤和托盤中的砝碼總重力視為合力F，對應(yīng)的加速度α從紙帶中計(jì)算得出，多次測量后，繪出 α﹣F圖象。你認(rèn)為這種方法能否避免圖8中出現(xiàn)的問題嗎？請分析原因__________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】空間存在一沿x軸方向的靜電場,電勢φ隨x變化的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是(　　)

A. 沿x軸正方向,從0到無窮遠(yuǎn)電勢先降低后升高,場強(qiáng)先減小后增大

B. 將帶正電粒子由0~x1之間的位置靜止釋放(不包括點(diǎn)x1)僅受電場力作用,粒子先向右加速,后向右減速,最終速度為零

C. x1位置場強(qiáng)最小,大小為0

D. 在圖示區(qū)域內(nèi)x2點(diǎn)兩側(cè)電場強(qiáng)度方向相反

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一帶電液滴在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中剛好做勻速圓周運(yùn)動，其軌道半徑為R．已知電場的電場強(qiáng)度為E，方向豎直向下；磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里，不計(jì)空氣阻力，設(shè)重力加速度為g，則（　�。�

A. 液滴帶正電

B. 液滴荷質(zhì)比

C. 液滴順時(shí)針運(yùn)動

D. 液滴運(yùn)動速度大小為

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同步練習(xí)冊答案