題目列表(包括答案和解析)
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(19分)如圖所示平面直角坐標(biāo)系xoy位于豎直平面內(nèi),在坐標(biāo)系的整個空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場,在區(qū)域Ⅰ(0≤x≤L)還存在勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于xoy平面向里。在x軸上方有一光滑弧形軌道PQ,PQ兩點(diǎn)間豎直高度差為
;⌒诬壍繮Q末端水平,端口為Q (3L,
);某時刻一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球b從y軸上的M點(diǎn)進(jìn)入?yún)^(qū)域I,其速度方向沿x軸正方向;小球b在I區(qū)內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。b進(jìn)入磁場的同時,另一個質(zhì)量也為m、帶電荷量為-q的小球a從P點(diǎn)由靜止釋放。兩小球剛好在x=2L上的N點(diǎn)(沒具體畫出)反向等速率相碰。重力加速度為g。![]()
求:(l)電場強(qiáng)度E;
(2)a球到達(dá)N點(diǎn)時的速度v;
(3)M點(diǎn)的坐標(biāo)。
如圖所示。XOY直角坐標(biāo)系在豎直平面內(nèi),Y軸正方向豎直向上,X軸正方向水平向右。在X軸的下方區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向水平向外的勻強(qiáng)磁場和豎直方向的、場強(qiáng)未知的勻強(qiáng)電場。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電小球從Y軸上的P點(diǎn)以某一初速度沿X軸正方向水平拋出,經(jīng)X軸上離坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為
d的Q點(diǎn)進(jìn)入X軸下方的磁場和電場區(qū)域,此時速度方向與X軸正方向成600角,此后該帶電小球做勻速圓周運(yùn)動,經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入X軸上方的區(qū)域(提示:斜拋運(yùn)動的水平分運(yùn)動是勻速運(yùn)動,豎直分運(yùn)動是豎直上拋運(yùn)動),做一種周期性的運(yùn)動。試求:
(1)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向。
(2)OP間的距離和帶電小球的初速度。
(3)帶電小球的運(yùn)動周期以及在足夠長的時間內(nèi)帶電小球在X軸方向的平均速度。
1.D 2.B(提示:將汽車的實際速度v0沿繩和垂直于繩方向正交分解,設(shè)兩段繩間的夾角為θ,則A的速度為vA=v0sinθ,隨θ的增大而增大,存在向上的加速度,因此處于超重。)3.C(提示:作出此時的速度分解,vy=v0tanθ=gt,而水平位移x=v0t)4.A(提示:設(shè)重力的下滑分力為Gx,滑動摩擦力為f,有Gx-f=ma;F-Gx-f=ma,因此F=2Gx) 5.B(提示:碰撞過程系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,認(rèn)為動量守恒。碰后向左運(yùn)動,說明碰前系統(tǒng)總動量向左。)6.D 7.D(提示:小球和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒。脫離彈簧前,重力和彈力等大的平衡位置小球動能最大,從該平衡位置到脫離彈簧過程,小球動能減小,彈性勢能減小,小球機(jī)械能增大。)8.C(提示:根據(jù)完全非彈性碰撞結(jié)論,碰撞過程的動能損失
相同。第一次系統(tǒng)初動能較小,因此末動能也較小。)9.D(提示:小球運(yùn)動過程機(jī)械能守恒,設(shè)該機(jī)械能為E。以圓環(huán)最低點(diǎn)處為重力勢能參考平面,園的直徑為D,則任意直徑兩端處兩球的重力勢能之和為mgD恒定,因此動能之和也恒定。)10.D(提示:此時刻P振動方向向下,因此波沿x負(fù)向傳播;如右圖所示,P點(diǎn)和P´點(diǎn)的振動情況總是相同的,P´與Q平衡位置間的距離小于半個波長,因此它們瞬時速度的方向可能同向可能反向,瞬時加速度的方向也可能同向可能反向。)11.C(提示:木板和物塊的速度圖線所圍面積表示它們相對滑動的距離,即木板的最小長度。)12.C(提示:第一階段物體的位移s1恰好等于物體和傳送帶間相對移動的距離d。摩擦生熱Q=fd,物塊機(jī)械能增加ΔE=fs1。)
13.⑴
16.⑴3mg;⑵2d;⑶
(提示:帶電質(zhì)點(diǎn)在電場外自由落體位移為2d,接著在電場內(nèi)勻減速運(yùn)動位移為d,兩段平均速度相同,時間與位移成正比。自由落體運(yùn)動時間
,因此帶電質(zhì)點(diǎn)在電場內(nèi)運(yùn)動時間
,電場力沖量
)
17.⑴1.4×103W(提示:
)
⑵1.3×104W(提示:P2=P1Sη1) ⑶7.5×103W(提示:P3=P2η2t/T)
18.⑴
(提示:A、B兩車相碰后瞬間的共同速度是
,
然后A、B兩車整體和物塊C發(fā)生完全非彈性碰撞,系統(tǒng)損失的動能就是Q。)
⑵
v0<v<
v0(提示:由
知,A車的初速度v∝
。若物塊C剛好相對滑行到A車右端,對應(yīng)的摩擦生熱Q1=2Q,對應(yīng)的v1=
v0;若物塊C剛好相對滑行到A車左端,對應(yīng)的摩擦生熱Q2=6Q,對應(yīng)的v2=
v0。)
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