内容正文:
高一下学期期末模拟考试二物理试卷
一、单选题(每题3分,共24分)
1.如图所示,一个半径为r的均匀带电圆环,带电量为+Q,在其中轴线上有一点A,该点距圆环
中心0的距离为√r,已知静电力常量为k,则A点的电场强度大小为()
b
60°
AB架c是D.
8r2
4r2
2.如图所示,等量异种点电荷+4一g分别固定在以O为圆心的半圆弧直径a、b两点,此时O点
的电场强度为E,;若b点的负电荷固定不动,而将a点的正电荷沿圆弧逆时针转过60°后固定在c
点时,此时O点的电场强度为E2,则E与E2之比为()
A.2:1
B.1:2
C.2:V5
D.√3:2
3.如图,真空中有两个点电荷,Q1为4.0×108C、2为-1.0×108C,分别固定在x轴的坐标为0
和6cm的位置.上.。在x轴上,下列说法正确的是()
A.x<0的区域可能有一个电场强度为0的点
2
B.0<x<6cm的区域电场方向沿x轴负方向
☒
C.x>6cm的区域电场方向一定沿x轴负方向
123456x/cm
D.Q与22产生的电场强度大小相等的点有两个
4.如图甲所示,在真空中有两个等量同种电荷固定在光滑绝缘水平地面上,其连线的中垂线上有
A、B、C三点,比荷9=2C/kg的点电荷从该水平面内的C点由静止释放,7s时经过B点,12s
时经过A点,vt图像如图乙所示,其中B点处为整条vt图像切线斜率最大的位置(图中已标出
该切线)。则下列说法正确的是()
A
个m's)
B
8
⊕
5
7101215s
A.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E-IVm
试卷第1了
B.由C点到A点的过程中点电荷的电势能先减小后变大
C.由C点到A点的过程中,电势逐渐升高
D.AB两点的电势差UAB=5V
5.一带电粒子仅在静电力作用下由A点运动到B点。图中所示虚线是粒子运动轨迹,实线是电场
线。则()
A.粒子带负电B.粒子的加速度逐渐变大
C、粒子的电势能变小D.粒子的动能变小
6.在静电场中,从原点O由静止释放一带负电的微粒,它沿着x轴正方向运动,依次经过x轴上
的x1、x2、x3、x4四点。已知微粒仅受电场力作用,该微粒的电势能E,随位置坐标x的变化关系
如图所示。下列说法正确的是()
A.x2和x4两点处的电场强度相同
B.由x】运动到x的过程中,微粒的加速度先增大后减小
2X34
C.由x1运动到x4的过程中,微粒的动能先增大后减小
D.从x1到x2过程中电场力对微粒做的功小于从x1到x,过程中电场力对微粒做的功
7.如图所示,质量为2×10kg的电梯在缆绳发生断裂后向下坠落,电梯刚接触井底缓冲弹簧时的
速度为4m/s,缓冲弹簧被压缩2m时电梯速度减为零。下落过程中安全钳提供给电梯的滑动摩擦力
安个钳
共为1.7×104N,取重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是()
A.电梯接触弹簧后速度立即减小
地梯
B.电梯压缩弹簧过程中电梯的加速度一直在减小
C.电梯速度减为零时弹簧的弹性势能为5.6×10J
D.电梯压缩弹簧过程中电梯的机械能减少了5.6×10J
8.应用于机场和火车站的安全检查仪,其传送装置可简化为如图所示的模型。传送带在电动机驱
动下始终保持v=0.4m/s的速率逆时针方向运行,A、B间的距离为3m。已知行李(可视为质点)
质量m=10kg,与传送带之间的动摩擦因数H=0.2,旅客把行李无初速度地放在A处,行李从B
页,共4页
Q夸克扫描王
极速扫描,就是高效
点离开传送带,重力加速度大小取g=10m/s2,下列说法正确的是()
B
□A
(》
A,行李从A到B过程中传送带对行李做功为60J
B.行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08m
C.行李从A到B过程中与传送带因摩擦产生热量为1.6J
D.行李从A到B过程中电动机额外消耗的电能为1.6J
二、多选题(每题4分,不全得2分,共16分)
9.如图所示,平行板电容器与直流电源连接,上极板与静电计金属球相连,下极板与静电计金属
外壳均接地,P为电容器两板间一点。电容器充电完成后,断开开关。若电容器电介质的相对介电
常数随温度的升高而减小,则当电容器温度升高时,下列说法正确的是()
A.电容器电容增加B.静电计指针张角变小
C.两极板间电场强度变大D.P点电势升高
10.“空间电场防病促生”技术可以加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部聚集,促进植物快速
生长。如图甲所示,喷雾设备的静电喷嘴内装有一根带正电的针,使得农药水珠离开喷嘴时带有大
量正电荷,由于与大地相连的农作物的叶子一般都带负电,带正电的农药水珠喷洒到农作物上时,
就被吸附在叶子上。某次喷雾设备静止时,形成的部分电场线如图乙所示,A、B、C、D是电场中
的四个点,若不考虑水珠所受空气作用力及水珠间的电场力,下列说法正确的是()
喷雾设备
高压电极
带正电的
农药水珠
图甲
阁乙
A.电场中A、B、C三点的电场强度大小关系为EA<EB<EC
B.同一颗水珠在A、B、C三点的电势能关系为EpA>EpB>EpC
试卷第2页
C.电场中A、B、C三点的电势大小关系为pA<仰B<φC
D.水珠从喷雾设备运动到农作物叶子的过程中,机械能增大
11.如图所示为某次蹦极运动的简化过程。弹性绳的一端固定在O点,另一端和运动员相连。运动
员从A点自由下落,至B点弹性绳刚好伸直,然后到达最低点C,整个过程忽略空气阻力,则()
将
A
*B
6(
A.从B点到C点的过程中弹性绳的弹性势能先减小后增大
B.从A点到C点的过程中运动员的动能先增大后减小
C.从B点到C点的过程中运动员重力势能的减少量等于弹性绳弹性势能的增加量
D,从A点到C点的过程中运动员重力势能的减少量等于弹性绳弹性势能的增加量
12.如图所示,在某层建筑外墙施工中,质量为的配重球甲穿在一根竖直固定的光滑导向杆上,
并挂在缓冲弹簧上端。质量为4m的吊篮乙通过轻绳跨过固定在支架顶端的光滑定滑轮与配重球甲
连接。开始施工前,工人用手托住吊篮乙,使滑轮左侧绳竖直,右侧绳与水平方向夹角为:=53°。
此时轻绳刚好伸直但无拉力。某时刻由静止释放吊篮乙(吊篮离地足够高),经过一段时间,配重
球甲运动到Q点,O、Q两点的连线水平,OQ=d,且配重球甲在P点与Q点处时弹簧的弹力大
小相等。已知弹簧弹性势能表达式为E。=。,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,重
力加速度为g,sin53°=0.8,cos53°=0.6。下列说法正确的是()
A.配重球甲在Q点的加速度小于g
8
B.配重球甲位于Q点时的速度大小v=
C.配重球甲从P点上升到Q点的过程中,甲和乙总机械能先增加后减小
D.配重球甲上升到PQ中点时,甲和乙总机械能增加量为mg
3
三、实验题(每空2分,共18分)
13.某实验小组利用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律的实验,其中电磁打点计时器固定
在铁架台上,物块P、Q通过轻绳连接。
,共4页
Q夸克扫描王
口▣
极速扫描,就是高效
①按照图1止确连接电路:
物块
②将开关S掷向1端连接,电源向电容器充电:
③将开关S掷向2端,测得电流随时间变化的I一t图线如图2中的实线a所示;
物块Q
电池组
④利用计算机软件测出I一t曲线和两坐标轴所围的面积。
a.己知测出的1-t曲线和两坐标轴所围的面积为42.3A·s,则电容器全部放电过程中释放的电荷
纸带
量为C,最大电压为V,电容器的电容C=F。(结果均保留2位有效数字)
b若将定值电阻换为R,=1802,重复上述实验步骤,则电流随时间变化的I-t图线应该是图3中
(1)实验前某同学发现实验装置有一处错误是
的曲线(选填“6”或“c)。
(2)纠正错误后顺利完成实验,下列实验操作正确的是
四、简答题(15题8分,16题12分,17题10分,18题12分)
A.实验中选择密度大、体积小的物块
15.在匀强电场中,将电荷量为g=-6.0×106C的点电荷从电场中的A点移到B点,静电力做了
B.实验中不需要用天平测量物块质量
C.安装器材时,计时器的两限位孔应在同一竖直线上
W=-2.4×10-5J的功,再从B点移到C点,电势能减小量△Ep选=1.2×105J。已知电场的方向与
D.为在纸带上打下尽量多的点,应释放物块后迅速接通打点计时器电源
(3)某实验小组选取了如图乙所示的纸带进行数据处理,在纸带上选取连续相邻的计时点标记为A、
△ABC所在的平面平行,规定B点的电势为0,AB=4cm,BC=2cm,∠ABC=120°。求:
B、C、D、E、F、G,O点是A点左侧的某个计时点。测得OE、OF、OG间的距离分别
为x、x2、x3,P、Q的质量分别为M和m。已知电磁打点计时器的工作频率为∫,重力加速度
为g,若满足关系式
(用题中物理量的符号表示),则验证了物块P、Q组成的系统机
械能守恒:
(4)利用本实验装置还可以测量当地的重力加速度g,测量后发现测量值小于真实值,其原因是
(写出一种原因即可)。
(I)A、B两点间的电势差UB和B、C两点间的电势差Uc分别为多少:
14.(1)据报道,科学家发明了一种新型超级电容器,能让手机几分钟内充满电。用该种电容器给手
机电池充电,下列说法正确的是
2)A点和C点的电势分别为多少:
A.该电容器给手机电池充电时,电容器的电容变大
(3)该匀强电场的场强大小。
B.该电容器给手机电池充电时,电容器存储的电能变少
C.该电容器给手机电池充电时,电容器所带的电荷量可能不变
D充电结束后,电容器不带电,电容器的电容为零
(2)电路中电流大小可以用电流传感器测量,用电流传感器和计算机可以方便地测绘出电路中电流随
时间变化的曲线。某兴趣小组要测定一个电容器的电容,选用器材如下:待测电容器(额定电压为
16V);电流传感器和计算机:直流稳压电源;定值电阻R=1000、单刀双掷开关:导线若干。
实验过程如下:
÷lim
sl/mA
16.如图所示,竖直平面直角坐标系xOy,第象限内周定有半径为R的四分之一光滑绝缘圆弧轨
72
道BC,轨道的圆心在坐标原点O,B端在x轴上,C端在y轴上,同时存在大小为瓦-3m3、方
3f)
4a
/ul
向水平向右的匀强电场。第V象限x=0与x=3R之间有大小为B,=2m3、方向竖直向下的匀强电
】场。现将一质量为m、电荷量为q的带负电小球从B点正上方高2R处的A点由静止释放,并从B
1/
图2
3
点进入圆弧轨道,重力加速度为g。
试卷第3页,共4页
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极速扫描,就是高效白
B
x=3R
E
(1)求小球经过C点时的速度大小c:
(2)小球在第Ⅲ象限运动到D点(未标出)速度最大,求的大小;
(3)求小球运动到y轴右侧后与x轴的交点坐标。
17.如图所示,质量M=4kg的长木板B静止放置在光滑水平面上。质量m=2kg的物块A(可视
为质点),从左端以'。=3m/s的初速度水平向右滑上长木板B,经过t=1s,A恰好到达B的右端
且未掉落,重力加速度g=10m/s2,求:
B
7777777777777777777777777
(I)物块A与长木板B最终的速度v的大小:
(2)物块A与长木板B间的动摩擦因数“:
(3)长木板B的长度L。
试卷第4页,
18.如图所示,BC是半径为R的圆弧形的光滑且绝缘的轨道,位于竖直平面内,其下端与水平绝
缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度为E。今有一质量为m、带正电
g的小滑块(体积很小可视为质点),从C点由静止释放,滑到水平轨道上的A点时速度减为零。
若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为,重力加速度为8。求:
E
er
B
A
(1)滑块由C到B过程中电场力做的功:
(2)水平轨道上A、B两点之间的距离:
(3)若E=m坚,求小滑块在圆弧轨道运动时对轨道的最大压力为多少。
共4页
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极速扫描,就是高效百器高一下学期期末模拟考试二物理试卷答案
1.A
【详解】带正电圆环不能看成点电荷,将圆环的带电量Q无限分割,假设每一份的电量为q,其中
一份g在x轴的A点处产生的电场强度如图所示
0。
有
4是是服设圆环上有a个9则有号
E。=
在A点,在垂直x轴方向,E。的分量为E。,根据对称性,n个E,的矢量和为O,沿着x轴方向,E。
的分量E,=E。cos0
由几何关系知cos0=V
n个E,的失量和就是圆环在A处产生的场强,即E=nE
2
联立解得E=V3g
82
故选A。
2.C
【详解】依题意得,每个点电荷在O点产生的场强大小为马,当点处的点电荷移至c点时,0
点场强,由几何关系可知,合场强大小为E,=2x马×0s30°=5马所以B:瓦=2:V5故选C。
3.D《详解》A.因2>2,可知,在x<0的区域不可能有电场强度为0的点,选项A错误:
B.0<x<6cm的区域内两电荷形成的电荷均沿x轴正向,可知该区域内电场方向沿x轴正方向,
选项B错误;
C.x>6cm的区域内两电荷形成的电场方向相反,因2>22,可知该区域内存在一个场强为零的
点,在该点左侧到Q2之间场强沿x轴负向,在该点右侧场强沿x轴正向,选项C错误:
答案第1
D.因2>22可知,Q与Q2产生的电场强度大小相等的点距离2,较远,距离22较近,则有两个
点,一个在两电荷之间,另一个在Q2右侧,选项D正确。
故选D。
4.A【详解】A.由v-t图线斜率可知小物块在经过B点时的加速度最大为am=2ms2
所以B点的场强最大,根据牛顿第二定律得a,=驱
得B点的场强大小为E=ma=Vhm=IVm故A正确:
92
B.由C到A的过程中,物块的速度,直增加,所以电场力一直做正功,则物块的电势能一直减小,
故B错误;
C.对带正电荷的物体来说,从高电势到低电势运动,电场力做正功,电势能减小,则由C到A过
程中,电势逐渐降低,故C错误:
D.物块由B到4,只有电场力做功,由动能定理可得心m2
把ya=4m/svw=6m/s代入解得UM=5V故U4a=-SV故D错误。故选A。
5,D【详解】A.由粒子的运动轨迹可知,粒子受电场力大致向左,可知该粒子带正电,故A错误:
B,因A点的电场线较B点密集,可知A点的场强较大,粒子所受的电场力较大,粒子在A点加速
度较大,即该粒子由A到B加速度逐渐减小,故B错误:CD.该粒子由A到B电场力做负功,电
势能变大,则动能减小,故C错误,D正确。故选D。
6。C【详解】A.根据9B,△x=-△,解得A只=-gB可知瓦,x图像中图线的斜率表示-gE。由图
△
可知,x2和x4两点处的斜率不同,则它们的电场强度不相同。故A错误:
B.根据4=型可知,由x运动到x,的过程中,图线上各点的切线斜率先减小再增大,所以微粒的
加速度先减小后增大。故B错误;
C.依题意,微粒仅受电场力作用,电场力做功导致动能和电势能的相互转化,二者总量保持不变,
由图可知由x,运动到x的过程中,微粒的电势能先减小后增大,所以其动能先增大后减小。故C
正确:D.由图可知,微粒在x2和x4处的电势能相等,根据W=一△E。
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可知从x到x2过程中电场力对微粒做的功等于从x,到x4过程中电场力对微粒做的功。故D错误。
两极板间电场强度变大,故C正确:
故选C。
D,P点与电容器下极板距离不变,根据U=E,则P点与电容器下极板间电势差增大,即P点电
7.D【详解】AB.电梯与弹簧接触前,电梯做匀加速直线运动,接触弹簧后,由于弹簧弹力从零
势升高,故D正确
逐渐增加,所以电梯先做加速度逐渐减小的加速运动,后做加速度逐渐增加的减速运动,故AB错
故选CD
误;C.电梯刚接触井底缓冲弹簧时的速度为4m/s,缓冲弹簧被压缩2m时电梯停止了运动,根据
10.【答案】BD【详解】A.电场线的疏密表示场强大小,A点电场线最密,C点最疏。正确关
能量守恒定律得)mv+mgA=Ea折A得B2.2x10J故C错误:
系应为:E,>Ea>Ec,A错误。
D.电梯压缩弹簧过程中,机械能的减少量等于动能的减少量与重力势能的减少量之和,则有
BC、水珠带正电,电势越高,电势能越大。电场线由正电极端(A附近)指向接地端(C附近),
△E=△E+△E,=。×2×10×4J+2×103×10×2J=5.6×10J故D正确。
沿电场线电势降低,所以电势关系为:P>Pg>p
8.D【详解】A,行李先向左做匀加速直线运动,就牛顿第二定律有Hmg=ma
因此电势能关系为:EM>EB>Ec,B正确:C错误:
解得a=2m/s2令行李加速至与传送带速度相等,则有v2=2ax。
D.水珠带正电,从高电势的设备向低电势的叶子运动,电场力方向与运动方向夹角小于90°,电
场力做正功。根据功能关系,除重力外的其他力(电场力)做正功,机械能增大,D正确。
解得.x。=0.04m<L=3m之后行李向左做匀速直线运动,则行李从A到B过程中传送带对行李做功
故选BD。
为W,=4mgx,=0.8J故A错误:
11.【答案】BD【详解】A,从B点到C点的过程中,弹性绳的形变量持续增大,弹性势能随形
B.行李匀加速直线运动过程有v=a1则行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为x0导W-=0.04m
变量增大而一直增大,故A错误:
B.从A点到B点运动员做自由落体运动,速度持续增大,动能增大:从B点到C点的过程中,初
故B错误:
始阶段弹性绳弹力小于重力,合力向下,运动员仍加速向下,当弹力等于重力时速度达到最大值,
C.行李从A到B过程中与传送带因摩擦产生热量为Q=mgxn=0.8J
之后弹力大于重力,合力向上,运动员减速向下直到C点速度为0,因此整个A到C的过程中运动
故C错误:
员的动能先增大后减小,故B正确:
D.行李从A到B过程中电动机额外消耗的电能E=Q+mv=1.6J故D正确。故选D。
C.从B点到C,点的过程中,运动员的重力势能减少,动能也减少,由能量守恒可知,重力势能减
9CD【详解1A,根据C=品
少量与动能减少量之和等于弹性绳弹性势能的增加量,因此重力势能的减少量小于弹性绳弹性势能
电容器温度升高时,电容器电介质的相对介电常数减小,则电容器电容减小,故A错误:
的增加量,故C错误:
B.电容器充电完成后,断开开关,电容器电量不变,根据U=马
D.从A点到C点的过程中,运动员初、末速度均为0,动能变化量为0,由运动员和弹性绳组成
的系统机械能守恒可知,运动员重力势能的减少量全部转化为弹性绳的弹性势能,二者大小相等,
电容减小,则电容器两极板间电压增大,静电计指针张角变大,故B错误:
故D正确
C。电容器两极板间电压指人,根据B一号
12.【答案】BCD【详解】A,甲在Q点时,绳水平,拉力水平,竖直方向:甲重力mg向下,
答案第2页,共4页
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拔据图△陆一g同0。前目代一鲤46=血g=60
周c-1n6圍形
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崔·眉畫凰线合继(散甲,自量为cg咀一日
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解得上。一月
D.赵间
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(2)因pa=0,根据电势与电势差间的关系94一pa=UB可得p4=4'pn一pc=Uc可得
Pc =2V
(3)由于匀强电场中沿电场线方向电势均匀变化,故A、B中点的电势为2P,连接该中点与C点
即为等势线,电场线与等势线垂直并指向电势低的等势线,过B点的电场线如图所示。
B
E
根据几何关系,C、B沿电场线方向的距离d=BC-cos60°=1cm
根据电场强度与电压的关系B-忆d.
d
解得E=200P/m
16.(0329R
2)V5gR(3)(3R,0)和(9R,0)
2
【详解K1)带负电小球从A点由静止释放到C点过程,根据动能定理可得mg·3R-gB,R=m:-0
2
解得vc=
32gR
2
(2)在电场瓦中,带负电小球受到的重力和电场力的合力大小为F金=V(gB,)》+(mg)
解得月=mg设重力和电场力的合力与竖直方向的夹角为0,则有am0验=解得日=37羽
则当小球在第I象限圆弧轨道BC上运动到D点与圆心连线沿重力和电场力的合力方向时,小球的
速度最大,从A点由静止释放到D点过程,根据动能定理可得
mg(2R+Raos0)-95(R-Rng号m-解得%=5gR
(3)在第四象限电场中,小球受到的电场力竖直向上、大小为qE2=2mg
小球从C点以的速度进入第四象限内的电场E,中做类平抛运动,加速度大小为a=驱,-mg
解得a=8,方向竖直向上,设小球在电场E,中经过x轴,则有R=号a2,x=v
答案第4
2R
解得t=
,x=3R
可知小球刚好从电场E2的右边界经过x轴,此时小球竖直向上的分速度为",=t
小球进入第一象限后做斜抛运动,之后再次经过x轴,根据斜抛运动规律有t=2业,X=
解得x=6R
则小球运动到y轴右侧后与x轴的交点坐标为(3R,0)和(9R,0)
17.(1)v=1m/s(2)4=0.2(3)L=1.5m
【详解】(1)由动量守恒得my,=(M+m)y
解得v=1m/s(2)对A由动量定理,有-gt=mv-mv解得μ=0.2
(3)根据能量守恒,物块A与长木板B因摩擦而产生的热量为Q-=-Mm)
且Q=Hmgb解得L=1.5m
18.(①-g5R23-95RB)62-2mg
umg+gE
【详解】(1)滑块由C到B的过程中电场力做的功为Wca=-qER
(2)对小滑块从C运动到A全程列动能定理,有mgR-gER-(gE+umg)sB=0-0
解得50=m3二95R(3)若E="m3,则有gB=mg
Lmg +qE
9
那么电场力与重力的合力方向与竖直方向成45°,即运动到CB圆弧轨道的中点时速度最大,对轨
道的压力也是最大的,此时有mgR cos45°-gE(R-Rsin45%)=v-0
重力与电场力的合力大小为R=√2mg
向心力公式为F-R=m
R
由于牛顿第三定律,滑块对轨道的压力F压与轨道对滑块的支持力F支等大反向,代入数据后可解得
F=(3V2-2)mg
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夸克扫描王
极速扫描,就是高效「
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