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(16分) 如图所示,ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道,圆弧半径为.A点与...

(16分) 如图所示,ABC是固定在竖直平面内的绝缘圆弧轨道,圆弧半径为满分5 manfen5.com.A点与圆心O等高,B、C点处于竖直直径的两端.PA是一段绝缘的竖直圆管,两者在A点平滑连接,整个装置处于方向水平向右的匀强电场中.一质量为满分5 manfen5.com、电荷量为满分5 manfen5.com的小球从管内与C点等高处由静止释放,一段时间后小球离开圆管进入圆弧轨道运动.已知匀强电场的电场强度满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com为重力加速度),小球运动过程中的电荷量保持不变,忽略圆管和轨道的摩擦阻力.求:

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(1)小球到达B点时速度的大小;

(2)小球到达B点时对圆弧轨道的压力;

(3)小球在圆弧轨道运动过程中速度最大为多少?

 

(1)  (2)  (3) 【解析】 试题分析: (1)小球从P运动到A的过程中,由动能定理得: (3分) 解得:         (2分) (2)小球在最低点B时,根据牛顿第二定律得:         (2分) 解得:         (2分) 则由牛顿第三定律得:小球对圆弧轨道的压力大小为        (1分) (3)重力场和电场看成等效场;对小球等效最低点为F点,在F点小球的速度最大,设OF与竖直方向的夹角为,在此位置小球所受的电场力与重力的合力方向沿半径向外,则有: 则知:,          (2分) 设小球在圆弧轨道运动过程中速度最大为,小球从P到F的过程,根据动能定理得:           (2分) 解得:          (2分) 考点:本题考查了带电粒子在匀强电场中的运动、牛顿第二定律、牛顿第三定律、动能定理.
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考点分析:
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(12分)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究功和动能变化的关系,如图甲所示,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平桌面上相距50.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器,记录小车通过A、B时的速度大小.小车中可以放置砝码.

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(Ⅰ)实验中木板略微倾斜,这样做目的是___________.

A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑

B.是为了增大小车下滑的加速度

C.可使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功

D.可使得小车在未施加拉力时做匀速直线运动

(Ⅱ)实验主要步骤如下:

①测量__________和拉力传感器的总质量满分5 manfen5.com;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路.

②将小车停在C点,接通电源,__________,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度.

③在小车中增加砝码,或增加钩码个数,重复②的操作.

(Ⅲ)下表乙是他们测得的一组数据,其中满分5 manfen5.com是传感器与小车及小车中砝码质量之和,满分5 manfen5.com是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com是拉力传感器受到的拉力,满分5 manfen5.com是拉力满分5 manfen5.com在A、B间所做的功.表格中满分5 manfen5.com=_________,满分5 manfen5.com=___________ (结果保留三位有效数字) .

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(6分)某同学用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验:

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①先测出可视为质点的两材质相同滑块A、B的质量分别为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com及滑块与桌面间的动摩擦因数满分5 manfen5.com

②用细线将滑块A、B连接,使A、B间的轻弹簧处于压缩状态,滑块B恰好紧靠桌边.

③剪断细线,测出滑块B做平拋运动的水平位移满分5 manfen5.com,滑块A沿水平桌面滑行距离为满分5 manfen5.com(未滑出桌面).为验证动量守恒定律,写出还需测量的物理量及表示它们的字母_____________________________________;如果动量守恒,需要满足的关系式为________________.

 

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如图所示,A、B为平行金属板,两板相距满分5 manfen5.com,分别与电源两极相连,两板的中央各有一个小孔M、N.开关S先闭合,今有一带电粒子自A板上方相距为满分5 manfen5.com的P点由静止自由下落,空气阻力不计,到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路返回.(P、M、N在同一竖直线上,且忽略极板的边缘效应),则

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A.如果开关S保持闭合,把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落仍能沿原路返回

B.如果开关S保持闭合,把A板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落

C.如果开关S断开,把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落仍能沿原路返回

D.如果开关S断开,把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落

 

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在奥运比赛项目中,高台跳水是我国运动员的强项.质量为满分5 manfen5.com的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动,设水对他的阻力大小恒为满分5 manfen5.com,那么在他减速下降高度为满分5 manfen5.com的过程中,下列说法正确的是(满分5 manfen5.com为当地的重力加速度)

A.他的动能减少了满分5 manfen5.com

B.他的重力势能增加了满分5 manfen5.com

C.他的机械能减少了满分5 manfen5.com

D.他的机械能减少了满分5 manfen5.com

 

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如图所示,A、B是真空中的两个等量异种点电荷,M、N、O是AB连线的垂线上的点,且AO>OB.一带负电的试探点电荷仅受电场力作用,运动轨迹如图中实线所示,M、N为轨迹和垂线的交点,设M、N两点的场强大小分别满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com,电势分别为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com ,取无穷远为零电势.下列说法中正确的是:(   )

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A.点电荷A一定带正电

B.满分5 manfen5.com小于满分5 manfen5.com

C.满分5 manfen5.com

D.该试探点电荷在M处的电势能小于N处的电势能

 

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