【題目】如圖所示,一均勻帶正電的無限長細(xì)直棒水平放置,帶電細(xì)直棒在其周圍產(chǎn)生方向與直棒垂直向外輻射狀的電場,場強(qiáng)大小與直棒的距離成反比.在直棒上方有一長為a的絕緣細(xì)線連接了兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B,A、B所帶電量分別為+q和+4q,球A距直棒的距離為a,兩球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).不計(jì)兩小球之間的靜電力作用.
(1)求細(xì)線的張力;
(2)剪斷細(xì)線,若A球下落的最大速度為vm,求A球下落到速度最大過程中,電場力對A球做的功.
(3)分析剪斷細(xì)線后,B球的運(yùn)動(dòng)情況及能量的轉(zhuǎn)化情況.
【答案】(1) (2) (3)剪斷細(xì)線后,B小球做先上后下的往復(fù)運(yùn)動(dòng)(振動(dòng))
【解析】試題分析:分別隔離對A、B受力分析,通過共點(diǎn)力平衡求出細(xì)線的張力;當(dāng)A球下落時(shí),重力與電場力平衡時(shí)速度最大,根據(jù)平衡求出下降的距離,再根據(jù)動(dòng)能定理求出電場力所做的功;剪斷細(xì)線后,B小球做先上后下的往復(fù)運(yùn)動(dòng),在上升的過程中,電場力做正功,電勢能減小,根據(jù)能量守恒知,機(jī)械能增加,重力勢能增加,動(dòng)能先增大后減。,下降過程與上升過程對稱。
(1)設(shè)距直棒為r的點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為,分別對兩小球列平衡方程:
對A:
對B:
解得:
(2)設(shè)A球下落到距直棒為r時(shí)速度最大,此時(shí)加速度為零,合力為零.
由平衡條件:
由上解得:
解得:
由動(dòng)能定理:
解得:
(3)剪斷細(xì)線后,B小球做先上后下的往復(fù)運(yùn)動(dòng)(振動(dòng))。在上升過程中,電勢能逐漸減小,機(jī)械能逐漸增大(重力勢能增大,動(dòng)能先增大后減。辉谙陆颠^程中,電勢能逐漸增加,機(jī)械能逐漸減。ㄖ亓菽軠p小,動(dòng)能先增大后減。,機(jī)械能與電勢能的總和不變。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某興趣小組利用圖所示電路測定一組干電池的內(nèi)阻r和一待測電阻的阻值Rx。已知電池組的電動(dòng)勢約為6 V,電池組內(nèi)阻和待測電阻的阻值都約為10 Ω,且不超過10 Ω,可供選用的實(shí)驗(yàn)器材有:
A.電流表A1(量程0~300 mA,內(nèi)阻不計(jì));
B.電流表A2(量程0~3 A,內(nèi)阻不計(jì));
C.電壓表V1(量程0~6 V,內(nèi)阻很大);
D.電壓表V2(量程0~15 V,內(nèi)阻很大);
E.滑動(dòng)變阻器R(阻值0~100 Ω);
開關(guān)S一個(gè),導(dǎo)線若干。該實(shí)驗(yàn)過程如下:
(1)在連接電路前,先選擇合適的器材,電流表應(yīng)選用________,電壓表應(yīng)選用________。(填所選器材前的字母)
(2)按圖正確連接好電路后,將滑動(dòng)變阻器的阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān),逐次調(diào)小其接入電路的阻值,測出多組U和I的值,并記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù),以U為縱軸,I為橫軸,得到圖所示的圖線。
(3)斷開開關(guān)S,將Rx改接在B、C之間,A與B用導(dǎo)線直接相連,其他部分保持不變。重復(fù)步驟(2),得到另一條U-I圖線,其斜率的絕對值為k。
(4)根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合圖可得,電池組的內(nèi)阻r=________Ω;用k和r表示待測電阻的關(guān)系式為Rx=________。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示為兩個(gè)固定在同一水平面上的點(diǎn)電荷,距離為d,電荷量分別為+Q 和﹣Q.在它們的水平中垂線上固定一根長為L、內(nèi)壁光滑的絕緣細(xì)管,有一電荷量為+q 的小球以初速度v0 從管口射入,則小球( )
A.速度先增大后減小
B.受到的庫侖力先做負(fù)功后做正功
C.受到的庫侖力最大值為
D.管壁對小球的彈力最大值為
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【題目】中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一。2018年8月25日,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第三十五、三十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,其中一顆導(dǎo)航衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道半徑約為5R(R為地球半徑且已知)。某學(xué)生經(jīng)查資料得到同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道半徑約為6.6R,已知萬有引力常量G,地球自轉(zhuǎn)周期為T。根據(jù)以上數(shù)據(jù),不能求出的物理量為
A. 地球的質(zhì)量
B. 該導(dǎo)航衛(wèi)星所受的萬有引力
C. 該導(dǎo)航衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期
D. 該導(dǎo)航衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)的線速度
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【題目】研究表明,一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間(從發(fā)現(xiàn)情況到采取剎車措施的時(shí)間)為0.4s,但飲酒后會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間延長,大約會(huì)增加0.3s.若某轎車在道路上以72km/h的速度行駛,剎車后減速運(yùn)動(dòng)過程中轎車的位移s與速度v的關(guān)系曲線如圖所示,減速過程可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng).求:
(1)轎車減速過程中的加速度的大小及所用時(shí)間
(2)正常情況下,從發(fā)現(xiàn)情況到轎車停止行駛的距離
(3)飲酒后,從發(fā)現(xiàn)情況到轎車停止行駛的距離將增大多少.
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【題目】指針式多用電表是實(shí)驗(yàn)室中常用的測量儀器,請完成下列問題。
(1)在使用指針式多用電表測量某電阻的阻值時(shí),若機(jī)械調(diào)零后將Ω選擇開關(guān)撥至“×10”擋,發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度較小,則需要將Ω選擇開關(guān)撥至________擋(選擇“ⅹ1”或“×100”);撥到正確的擋位后,還需進(jìn)行________調(diào)零,再去測量該電阻的阻值。
(2)歐姆表內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如上圖(a)所示,當(dāng)紅黑表筆間接入不同的待測電阻Rx時(shí),流過表頭的電流I隨R變化的圖線如上圖(b)所示,則=_____________。
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【題目】如圖所示,abcd四邊形閉合線框,a、b、c三點(diǎn)坐標(biāo)分別為(0,L,0),(L,L,0),(L,0,0),整個(gè)空間處于沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場中,通入電流I,方向如圖所示,關(guān)于四邊形的四條邊所受到的安培力的大小,下列敘述中正確的是( )
A. ab邊與bc邊受到的安培力大小相等
B. cd邊受到的安培力最大
C. cd邊與ad邊受到的安培力大小相等
D. ad邊不受安培力作用
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在兩端封閉、粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管內(nèi)有一股水銀柱,水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當(dāng)U形管兩端豎直朝上時(shí),左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=18.0 cm和l2=12.0 cm,左邊氣體的壓強(qiáng)為12.0 cmHg,F(xiàn)將U形管緩慢平放在水平桌面上,沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊。求U形管平放時(shí)兩邊空氣柱的長度。在整個(gè)過程中,氣體溫度不變。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不動(dòng),兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁,分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則
A. 球A的線速度必定大于球B的線速度
B. 球A的速度必定小于球B的角速度
C. 球A的運(yùn)動(dòng)周期必定小于球B運(yùn)動(dòng)周期
D. 球A對筒壁的壓力必定大于球B對筒壁的壓力
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