【題目】如圖甲所示的陀螺可在圓軌道的外側(cè)旋轉(zhuǎn)而不脫落，好像軌道對它施加了魔法一樣，被稱為“魔力陀螺”，該玩具深受孩子們的喜愛．其物理原理可等效為如圖乙所示的模型：半徑為R的磁性圓軌道豎直固定，質(zhì)量為m的小鐵球（視為質(zhì)點(diǎn)）在軌道外側(cè)轉(zhuǎn)動，A、B兩點(diǎn)分別為軌道上的最高、最低點(diǎn)．鐵球受軌道的磁性引力始終指向圓心且大小不變，不計摩擦和空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是

A. 鐵球繞軌道轉(zhuǎn)動時機(jī)械能守恒

B. 鐵球在A點(diǎn)的速度可能等于

C. 鐵球在A、B兩點(diǎn)與軌道的彈力差值一定等于5mg

D. 要使鐵球不脫軌，軌道對鐵球的磁性引力至少為5mg

【答案】ABD

【解析】對小鐵球進(jìn)行受力分析，小球受豎直向下的重力mg，沿半徑向外的軌道彈力N，指向圓心的磁性引力F，軌道彈力N與磁性引力F時刻與速度方向垂直不做功，只有重力做功所以鐵球的機(jī)械能守恒，故A正確；對小球在最高點(diǎn)受力分析，根據(jù)沿半徑方向的合力提供向心力，在A點(diǎn)對物體有： ，因?yàn)?/span>N是大小變化的力，而且存在與F相等的可能，所以鐵球在A點(diǎn)的速度可能等于，故B正確；設(shè)小球在最高點(diǎn)的速度為vA，在最低點(diǎn)的速度為vB，由動能定理得：2mgR=mvB2-mvA2；在最高點(diǎn)設(shè)環(huán)對桿的支持力方向向上，則： ，在最低點(diǎn)： ，聯(lián)立可得：NB-NA=6mg．

故C錯誤．磁性引力最小值的臨界條件為：小球從最高點(diǎn)A由靜止運(yùn)動到B點(diǎn)時，恰好在B點(diǎn)與軌道間的彈力N=0，恰好重力和磁性引力的合力提供向心力，從A到B對小鐵球運(yùn)用動能定理：2mgR=mvB2，在B點(diǎn)對小球運(yùn)用牛頓第二定律： ，兩式子聯(lián)立得磁性引力的最小值為F=5mg，故D正確．故選ABD.

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】如圖所示，A、B、C、D是真空中一正四面體的四個頂點(diǎn)．現(xiàn)在在A、B兩點(diǎn)分別固定兩個點(diǎn)電荷Q1和Q2，則關(guān)于C、D兩點(diǎn)的場強(qiáng)和電勢，下列說法正確的是( )

A. 若Q1和Q2是等量異種電荷，則C、D兩點(diǎn)電場強(qiáng)度不同，電勢相同

B. 若Q1和Q2是等量異種電荷，則C、D兩點(diǎn)電場強(qiáng)度和電勢均相同

C. 若Q1和Q2是等量同種電荷，則C、D兩點(diǎn)電場強(qiáng)度和電勢均不相同

D. 若Q1和Q2是等量同種電荷，則C、D兩點(diǎn)電場強(qiáng)度和電勢均相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光電倍增管是用來將光信號轉(zhuǎn)化為電信號并加以放大的裝置，其主要結(jié)構(gòu)為多個相同且平行的倍增極。為簡單起見,現(xiàn)只研究其第1倍增極和第2倍增極，其結(jié)構(gòu)如圖所示。兩個倍增極平行且長度均為2a，幾何位置如圖所示（圖中長度數(shù)據(jù)已知）。 當(dāng)頻率為v的入射光照射到第1倍增極上表面時，從極板上逸出的光電子最大速率為vm。 若加電場或磁場可使從第1倍增極逸出的部分光電子打到第2倍增極上表面，從而激發(fā)出更多的電子，實(shí)現(xiàn)信號放大。已知元電荷為e，電子質(zhì)量為m，普朗克常量為h,只考慮電子在紙面內(nèi)的運(yùn)動，忽略相對論效應(yīng)，不計重力。

(1)試求制作第1倍增極的金屬材料的逸出功W。

(2)為使更多光電子達(dá)到第2倍增極，可在接線柱AB間接入一個電動勢為E的電源，則到達(dá)第2倍增極的電子的最大動能是多少？

(3)若僅在紙面內(nèi)加上垂直紙面的勻強(qiáng)磁場時，發(fā)現(xiàn)速度為2vm/5垂直第1倍增極出射的電子恰能全部到達(dá)第2倍增極上表面。忽略電場力的作用，試求：

(I)磁感強(qiáng)度B的大小和方向；

(II)關(guān)閉光源后多長時間仍有光電子到達(dá)第2倍增極上表面？

可能用到的三角函數(shù)值:sin11.50=0.20，sin150=0.26，sin370=0.60。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在一靜止點(diǎn)電荷的電場中，任一點(diǎn)的電勢與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場中四個點(diǎn)a、b、c和d的電場強(qiáng)度大小分別Ea、Eb、Ec和Ed。點(diǎn)a到點(diǎn)電荷的距離ra與點(diǎn)a的電勢a已在圖中用坐標(biāo)（ra， a）標(biāo)出，其余類推�，F(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點(diǎn)依次經(jīng)b、c點(diǎn)移動到d點(diǎn)，在相鄰兩點(diǎn)間移動的過程中，電場力所做的功分別為Wab、Wbc和Wcd。下列選項正確的是 （ ）

A. Ea：Eb=4:1

B. Ec：Ed=2:1

C. Wab:Wbc=4:1

D. Wbc:Wcd=1:3

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】心電圖儀是將心肌收縮產(chǎn)生的脈動轉(zhuǎn)化為電壓脈沖的儀器，其部分電路簡化如圖所示。交流電源U0與電阻R串聯(lián)在理想變壓器的初級線圈上，定值電阻R0接在次級線圈上。電阻R受心肌收縮的影響，阻值可以變化；R0是擴(kuò)音器的阻值，為定值。如果交流電源的電壓有效值為22V，R0=1100,當(dāng)R的阻值等于11時，擴(kuò)音器功率最大。則下列說法正確的是

A. 理想變壓器初級線圈與次級線圈的匝數(shù)之比為1：5

B. 當(dāng)R的阻值等于11時，電阻R兩端電壓為11V

C. 交流電源的輸出功率為11W

D. 通過擴(kuò)音器的電流為0.01A

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】借助運(yùn)動傳感器可以計算測出物體運(yùn)動的速度，如圖所示，傳感器由兩個小盒子A、B組成，A盒裝有紅外線發(fā)射器盒超聲波發(fā)射器，它裝在被測小車上，，每隔1s可同時發(fā)射一個紅外線脈沖和一個超聲波脈沖；B盒固定不動且裝有紅外線接收器和超聲波接收器，B盒收到紅外線脈沖時開始計時（紅外線速度為3×108m/s，紅外線的傳播時間可以忽略不計），收到超聲波脈沖時計時停止．在某次測量中，B盒第一次記錄到的收到紅外線脈沖和收到超聲波脈沖的時問差為0.15s，B盒第二次記錄到的收到紅外線脈沖和收到超聲波脈沖的時間差為0.20s，根據(jù)超聲波速度340m/s，可以判定（　�。�

A. 當(dāng)?shù)?/span>1次發(fā)射脈沖時，小車距B盒的距離51m

B. 當(dāng)?shù)?/span>2次發(fā)射脈沖時，小車距B盒的距離68m

C. 該小車運(yùn)動的速度大小為17m/s

D. 該小車運(yùn)動方向是靠近B盒

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B、C、D為半球形圓面上的四點(diǎn)，且AB與CD交于球心且相互垂直，E點(diǎn)為球的最低點(diǎn)，A點(diǎn)放置一個電量為+Q的點(diǎn)電荷，在B點(diǎn)放置一個電量為—Q的點(diǎn)電荷，則下列說法正確的是（ ）

A. C、D兩點(diǎn)電場強(qiáng)度不同

B. 沿CD連線移動一電量為+q的點(diǎn)電荷，電場力始終做功

C. C點(diǎn)和E點(diǎn)電勢相同

D. 將一電量為+q的點(diǎn)電荷沿圓弧面從C點(diǎn)經(jīng)E點(diǎn)移動到D點(diǎn)過程中，電場力先做負(fù)功，后做正功。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是回旋加速器示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場中，并分別與高頻電源相連．現(xiàn)分別加速氘核（q1、m1）和氦核（q2、m2）．已知q2=2q1，m2=2m1，下列說法中正確的是（ ）

A．它們的最大速度相同

B．它們的最大動能相同

C．僅增大高頻電源的電壓可增大粒子的最大動能

D．僅增大高頻電源的頻率可增大粒子的最大動能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一輛載重卡車，在丘陵地上以不變的速率行駛，地形如圖所示。由于輪胎已舊，途中爆了胎。你認(rèn)為在圖中A、B、C、D四處中，爆胎的可能性最大的一處是（ ）

A. A處 B. B處 C. C處 D. D處

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