河南周口市扶沟县高级中学2026-2027学年高三上学期物理实验班周四试题(10.29)
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内容正文:
高三物理周四试题周练答题卡
学校
班级
姓名
考场号
座位号
考号
注意事项:
贴条形
1.
选择题作答必须用2B铅笔,修改时用橡皮擦干净。解答题作
答必须用黑色墨迹签字笔或钢笔填写,答题不得超出答题框。
2.
保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破。
码
3.在考生信息框中填写姓名及准考证号。
选择题填涂说明
正确填涂:
错误填涂:
EA][AA]☑X
一、选择题(本题共10小题,共46分。1-7题为单选题,每小题4分;8-10为多选题,每小题6分,
全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1
CAJCB]CCJCDJ
5 EAJ CB]CC3 CD]
9 EAJEB]ECJ CDJ
2
CAJ CB]CCJCD]
6 CAJ CD]
10
CAJCB]CC]CD3
3
CAJCB]CCJCDJ
7 EAJ CB]CCJ CDJ
4
CAJ CBJ CCJ CDJ
8[A][B][c][DJ
二、实验题(11题7分,12题8分,共15分)
11.(1)
(2分)(2)
(2分)
(2分)(3)
(1分)
12.
(1)
(1分)
(1分)(2)
(2分)
(2分)
(3)
(2分)
13.(10分)
*464646664644444446464444444*44444446464444444*4644444*4*4444444*444444464644444*4*444444444*4444444*464444464*4444444*4444444*4*44444*4*464444464*4644444*444444464*44444*4*4644444*4*4444444*4444444646
请在各题目答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答题无效
物理试题答题卷(第1页)共2页
14.(14分)
15.(15分)
D
0.0
甲
B
请在各题目答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答题无效
物理试题答题卷(第2页)共2页高三物理实验班周四试题答案
1.【答案】B【解析】【详解】电场线分布满足的条件:电场线始终与等势线垂直,且由高电势
的正极板M指向低电势的负极板N,两块非平行金属板接恒定电压,板间距从左到右逐渐增
大,根据E=号定性分析可知从左到右电场变弱,则电场线的分布应该左密右疏。
电子运动轨迹需要满足:电子带负电,所受电场力方向与电场强度方向相反,即电场力指向电势
升高的方向(指向正极板M一侧):同时曲线运动的轨迹会向合力(电场力)的一侧弯曲。综上
可知B正确,ACD错误。故选B。
2.【答案】C【解析】【详解】A.规定竖直向上为正方向,t=8s时电梯的加速度为正(向上),
此时同学所受支持力大于重力,处于超重状态,而非失重,故A错误;B.根据动量定理,动量变
化率史=F=m,即动量变化率与加速度成正比。17-18s内加速度的大小在增大(负向加速
△t
度的绝对值变大),因此同学的动量变化率在增大,故B错误;C.17~18s内电梯仍在向上运动
(速度向上、只是减速),位移向上:此时a向下但a<g,故N=m(g+a)>0,支持力仍向
上,与位移同向,支持力做正功,机械能增大,故C正确:D.全过程初、末速度都为0,动
量变化△p=0。取向上为正,用动量定理:Iw一I=0可得IN=I,即支持力的冲量大小等于
重力冲量大小,故D错误。故选C。
3.【答案】C【解析】【详解】ABD.负点电荷在P点能平衡,说明
这三个电荷在P点合场强为零,若三个点电荷均为正或均为负,则
根据电场强度的叠加法则可知,P点的场强不可能为零,故ABD错
入60°
30°
误:C.设Q、Q2间的距离为r,则Q,根据几何关系可得
g
92
P2=2r,P92=V3r,P2,=2V3r若在P点产生的合场强为零,则22产生的电场应与2、
Q产生的合电场大小相等、方向相反,则2、Q3为同种电荷,92与9电性不同,根据矢量三
角形与几何三角形相似,如图所示则由2_3_23y可得数值大
3
2
1
小关系
号-号号敢C正确。故选C。
R
F
4.【答案】C【解析】【详解】A.设圆弧半径为R,小球与小球的连线与
竖直方向的夹角为0,对小球受力分析如图所示向心加速度大小为
0
oRsin0,将向心加速度沿着切线方向和半径方向分解,则沿圆弧切
mg
第1页/共7页
线方向根据牛顿第二定律有mg sin0-F2=mo'Rsin0cos0
得F2=mg sin0-mo'Rsin0cos0显然0越大则F2就越小,当F2减小到0时,若ω继续增
大,则小球将沿圆弧上移,故A错误:
BCD.当F2=0时设角速度为o,有mg sin0=moRsin 0cos0
解得,=Rcos8
8一即0越大则@,就越大,故0小的先沿圆弧向上滑动,即a处小球最先沿圆弧
向上运动,故BD错误,C正确。故选C。
5.【答案】D【解析】【详解】AB.图1中电荷分布可等效成下图:
(3g-q)2g
4q(3q+q)
设顶点电荷量为9的电荷在O点产生的场强大小为E。,则由五个等量
(3q-2g)g
5g(3g+2q)
电荷在中心产生的场强为零,并由电荷产生场强大小与方向规律及正五边形几何关系可得如下所
示电荷分布等效图及各电荷在O点产生场强示意图:由几何关系可知,
ty
图中E,与x轴所夹锐角为18°,2E与y轴所夹锐角为36°,则由矢量
36
合成平行四边形定则可知,图1中O点处的电场强度E,方向沿x轴负
2E0
方向,B错误:
-2g
CD.由五个等量电荷在中心产生的场强为零,则可得图2每个顶点电
荷量均减去9后,其场强分布不变,所以图2电荷分布等效图如下所示:可
得其绕y轴旋转180°后与图1电荷分布一样,则由上述分析,同理得图2中
O点处的电场强度E,沿x轴正方向,A错误且与图1中O点处的电场强度
E大小相同,即E,:E2=11,故C错误,D正确。故选D。
6.【答案】C【解析】【详解】A.电子速度方向竖直向上,恰好不穿过B等势面,则电场力方向
垂直于等势面斜向右下,加速度方向与电子速度方向不同线,所以电子做匀变速曲线运动,A错
误;CD.将电子的初速度分解到平行于等势线方向(x方向)和垂直等势线斜向左上方向(y方
向),初速度为,则y==cs455,电子经过B等势面时,只有沿x方向的分速度,即
2
,=号,由动能公式兵心知电子经过B等势面时动能是经过等势面D的一半,即v
由电场力做功决定式和动能定理知Wm=-Uw=E-EWc=-eUc=Ec-ED UDE=2Uoc解得
第2页/共7页
E.cl2J,Uc=4V又Uoc=E·dc可解得E=100VmC正确,D错误;B.电子在y方向上做
娶直上抛运动,再次经过等势面D时的时间1-。=从等势面D运动到B的位移》
V2mv
=Iv.L=cB=1mv-8cm
在x方向上匀速运动,再次经过等势面D时的位置与O点
y=2,22x2
2 4 eE
相距x=v,l=
↓v.5m_m心-4y.-32cmB错误。故选C。
2eE eE
7.【答案]D【解折】【详解】设小球划过的圆心角为0,有gRsn日-m,N-g0-发得
21
N=3 mg sin0则N=3 mg sin0cos0;N,=3 gsin20对滑块:N。=3mg+N,=3mgl+sin20),
人=N=加网m0cs0设即将打滑有“冬-中。一
2m0由数学知识知,当m0=2时,u存在最
tan
大值为臣即“临界4”的最大值为
二,则“实际”应大于或等于该值。故选D。
4
8.【答案】BC【解析】【详解】A.根据振动方程可得周期为T=4s,故波长为入=vT=4m。故
A错误;B.根据波程差和初相位差推导A点为振动加强点,振幅为10cm,2s为半个周期,路程
为2×l0cm=20cm,故B正确:C.波源连线上,相邻加强点相差半个波长,因此,连线上加强
点的坐标,从左向右依次为-5.5m,-3.5m,-1.5m,0.5m,2.5m,4.5m,共6个,故C正
确:D.相邻加强点和减弱点相差四分之一个波长,因此,连线上减弱点的坐标,从左向右依次为
-4.5m,-2.5m,-0.5m,1.5m,3.5m,5.5m,共6个,故D错误。
故选BC。
9.【答案】BC【解析】【详解】AB.由水平方向受力平衡可知,两小球所受电场力方向相反,
两小球带异种电荷。设绳与竖直方向的夹角为0,由平衡条件,对两球整体有
(m+m2)gtan0=(9,-g2)E对m2有m,gtan0=g,E两式相比得"+m=_得m<4,故A
m292
m292
错误,B正确;CD.由竖直方向受力平衡,对两球整体有c0s8=(m1+m2)g对m2有
(E+F)cos0=m,8两式对比可得E>F,,故C正确,D错误。故选BC。
10.【答案】AD【解析】【详解】A.由几何关系可得OB=3L,弹簧的原长为L,则B点弹簧的
伸长量为2L,弹性势能为Em=2=2环的动能为R=2E=4选项A正确:B.OA=4L,A
点弹簧的伸长量为3L,弹性势能为==45环从A到B,弹簧弹性势能减小量
第3页/共7页
△E,=E-E4=2.5由能量守恒可得环的机械能增加量为△E=△Ep=2.5L2选项B错误;
C.由能量守恒可得25+mg×3L=4解得m%选项C错误;D.环在B点时,弹簧的弹力
。=2L把弹簧对环的弹力与环的重力的合力F=F。-g分别沿着斜面和垂直斜面分解,环在
B点的合力等于F沿斜面向上的分力,则有Fsin37=ma综合解得a=1.8g选项D正确。故选AD。
1.(7分)【答案】(1)(E-mg)L(2分)
(2)①.3mg(2分)②.-2mg(2分)
(3)不存在(1分)
【解析】【小问1详解】由牛领第二定律,有-g一兰可得最大动能么一m心--e儿
【小问2详解】若机械能守恒,F-mg)l=mg亿-1cos0)得到F=3mg-2mgos0
因此当图像是一条倾斜直线,图像与纵轴的截距为3g,图像的斜率为一2mg,则表明小球摆动
到最低点的过程中机械能守恒。
【小问3详解】从表达式可以看出,不存在因未考虑小球半径而产生的系统误差。
12.(8分)【答案】(1)①.0.1(1分)②.0.5(1分)(2)①.0.225(2分)②.0.245(2分)
(3)品2分)
13.(10分)【答案】(1)1×10N/C(2)5√3J
(3)1m/s,
S
10
【解析】【小问1详解】根据题意,小球的重力g与F等大,且重力方向与F方向夹角为
+90°=120°根据平衡条件可知,g与F的合力与电场力等大反向,则电场力
Eg=mgc0s60°+Fcos60°(2分)
代入数据,解得E=1×104N/C(1分)
【小问2详解】
小球运动x=lm的过程中,根据功能关系有△E,电=-W电(1分)
即△E,电=9E·xos30°(2分)解得△Ep电=5V3J(1分)
【小问3详解】
撤去F后,小球的最小速度Vmin=ocos60°=lm/s(1分)
撤去F后,设小球运动的加速度大小为a,根据牛顿第二定律mgcos60°+qEcos(60°=ma
第4页/共7页
解得a=10m/s2(1分)
设从撤去力F到小球速度最小所用时间为t,则vCos=al(1分)
解得t=
s(1分)
10
14.(14分)【答案】(1)E,=
m
2qd
(2)E=
10ERo
P
(3)Es =51gERo
【解析】【小问1详解】
质子在匀强电场中由静止加速,应用动能定理:
gEd-zm
(2分)
E,=
mvo
(1分)
2qd
【小问2详解】
辐向电场的电场力提供匀速圆周运动的向心力:5二m乌
(1分)
R
偏转电场几何关系:(R-0.4R)2+x2=R2(1分)可得:水平位移x=0.8R
粒子在圆形电场区域做类平抛运动,竖直方向匀速直线运动,水平方向匀加速直线运动,列方程
y=w,1分)x=】9E(1分)联立解得E=10E,B1分)
2 m
R
【小问3详解】
碳原子核质量为12m,电荷量为6g,加速阶段,由动能定理6gEd=,12m-y2,(1分)
y=辐向电场阶段6g5。
12m1分)代入得R=R
R
故碳原子核在辐向电场阶段轨迹不变,沿原轨迹以速度V竖直向上进入圆形区域。
圆形区域运动:运动时间由竖直位移确定(=0.4R_0.4V2R
1分)
水平位移:x=
1.6gE.2=0.8R(1分)
212m
确认碳原子核轨迹与质子轨迹重合,同样击中Q点。
电场力做功W=6gE·0.8R=48gE,R。(1分)
初始动能。12my2=3qER
2
第5页/共7页
得碳原子核末动能E=48qER+3qE,R=51qE,R,(2分)
15.(15分)【答案】(1)i.v丙=6m/si.F=4.08N
(2)V30
m/s或√5m/s
【解析】【小问1详解】
i.甲物体与乙物体发生完全非弹性碰撞,由动量守恒M%。=(M+m)'丙(2分)
解得v丙=6ms(1分)
i.圆弧轨道上D点的竖直高度h=R(1+sin0)=1.125m
对B到D过程分析,由动能定理-(m+M)gh=m+M)。2-m+M)加,22分)
解得v,2=13.5m2s2
丙通过圆弧轨道上的D点时,指向O,2的方向上的合力充当向心力
M+网g如0+F=(+m资1分剂
解得丙通过圆弧轨道上的D点,对轨道的压力大小F=4.08N(1分)
【小问2详解】
运动到D点时的最小速度应清无M+m)gsi血6=(M+m冷
解得yo'=√5mls
若丙沿轨道运动后直接击中放置在F点的目标物体,由斜抛运动的规律可知'ox=V1sin0,
n,=ncos9,4-2",(1分)e+Lr=vnm4(1分
解得am=V7.5ms=V30,
2ms(1分)
Vom大于Vo,满足题意:
若丙沿轨道运动后经EF反弹,竖直分速度减半、水平分速度不变,最终击中F点,由斜抛运动
第6页/共7页
的线雅时知n.=处sin0,%,=ec0s0.么=2'2,1分)么=22
v2y,(1分)
8
LDE <VD2x2<LEF:LDE+LEF =VD2x(2+1)(1)
解得vo2=V5ms,'o2x2=0.48m(1分)
Vp2等于VD,且满足LE<Vp22<Lr,满足题意。
综上所述,若丙沿轨道运动并击中放置在F点的日标物体,丙通过D点的速度y,为V30
m/s或
√5m/s(1分)
第7页/共7页高三物理实验班周四试题
一、单项选择题:本大题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选
项中,只有一项符合题目要求.
1.两块可视为无限大非平行金属板M、N接在恒定电压的电源上,其截面如图所示,虚线表示
等势线,相邻等势线间的电势差相等。若一电子仅受电场力作用从P处运动到Q处,则关于电场
线分布和电子运动轨迹,下列选项可能正确的是(
1*
一M
2.某同学用手机的加速度传感器测量了电梯运行过程中的加速度,得到了图1所示的图线(规定
竖直向上为正方向),为了简化问题研究,将图线简化为图2所示的图像。己知1=0时电梯处于静
止状态,则下列判断正确的是()
Z轴线性加速度
↑a(m·s
1.00
0.5
0.500
0.00w
wwwhwww
-0.500
-0.50
0.00
5.00
10.015.020.0
09
时间(s)
图1
图2
A.t=8s时同学处于失重状态
B.17~18s内同学的动量变化率在减小
C.1718s内同学的机械能在增大
D.电梯运行全过程中,同学受到的支持力的冲量比重力的冲量大
3.如图,真空中有三个点电荷固定在同一直线上,电荷量分别为9Q2和Q、P点和三个点电
荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为60°、90°、和30°。若位于P点的某负点电荷在这三
个电荷的静电力作用下平衡,9>0,则三个点电荷的电荷量可能为()
A.9=2g,92=V3g,9=2V5g
B.9=-2q,92=-V2g,9=-2V3g
60°
C.g=-2g,92=V3q,9,=-23g
第1页/共8页
D.9=2g,22=V2q,2=2V3g
4.如图所示,以O为圆心的光滑圆弧AB上有a、b两个挡板,挡板处各有一个可沿圆弧滑动的
带孔小球,圆弧可绕竖直杆OA在水平面内转动。现将转动的角速度0从0缓慢增大()
A.两个小球相对圆弧总保持静止
B.两个小球同时沿圆弧向上运动
C.a处小球最先沿圆弧向上运动
D.b处小球最先沿圆弧向上运动
5.如图所示,在xOy平面内有一以O点为中心的正五边形,在正五边形的顶点上依次固定五个正
点电荷。设图1、图2中O点处的电场强度分别是E、E,,下列说法正确的是()
3q
4g
29
Aq
5q
3q
0
0
9
5q
6q
2q
图1
图2
A.E,方向沿x轴负方向
B.E方向与x轴负方向成18°夹角斜向下
C.EE2=21
D.E:E2=11
6.如图所示,A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面,等势面与水平方向夹角为45°,一
电子从等势面D的O点进入匀强电场,经过等势面D时,动能为16V,速度方向竖直向上,电
子恰好不穿过B等势面。已知相邻等势面间的距离均为4cm,电子重力不计。则下列说法正确的
是()
A
A.电子做匀变速直线运动
B.电子再次经过等势面D时的位置与O点相距16cm
C
0
C.电子飞经等势面C时的动能为12eV
D.匀强电场的电场强度大小为200Vm
o月a
第2页/共8页
7.如图,安装有四分之一光滑圆弧轨道的滑块质量为3m,放置在粗糙的水平地面上,圆弧轨道
处于竖直面内,其上端点所在半径水平.现将质量为m的小球(视为质点)从轨道的上端点由静
止释放,为保证小球下滑过程中滑块与地面不发生相对滑动,最
171
大静摩擦力等于滑动摩擦力.则地面与滑块间的动摩擦因数至少
R
为(
3m
A.
B.V2
c.
3
3
4
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项
中,有多项是符合题目要求的。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的
得0分)
8.如图所示,x轴上有两个波源S,、S2,平衡位置坐标分别为-6、6m,从某时刻开始,两波
源的振动方程分别是片=5sin
cm。两个波源形成的简谐横波
均沿x轴稳定传播,波速均为1m/s,形成了稳定的干涉。x轴上A点的位置坐标为0.5m,则下列
说法正确的是(
A.两列波的波长均为2m
◆y/cm
B.2s内,A点走过的路程为20cm
A
S x/m
C.S,、S2连线间共有6个振动加强点
D.S,、S,连线间共有7个振动减弱点
9.两条等长绝缘细线将两个带电小球(视为质点)悬挂在天花板上,空间存在水平方向的匀强电
场.静止时姿态如图所示,2处于天花板上悬挂点的正下方,两球的质量、电荷量的绝对值分
别为m、m2、4、92,上、下两细线的拉力大小分别为F、F,则
下列关系成立的是(
)
1191
A.
m=94
B.
m<94
m292
m292
C.F>F
D.F=F
0m2、92
第3页/共8页
10.如图所示,光滑硬直杆与水平面成37°夹角固定放置,劲度系数为k、原长为L的轻质弹簧
一端连接在天花板的O点,另一端与圆环(视为质点)相连,圆环套在杆上。现让圆环从与O点等
高的A点由静止释放,当圆环运动到O点的正下方B点时,圆环的动能正好等于此处弹簧弹性势
能的2倍。己知A、B两点间的距离为5L,重力加速度为8,对劲度系数为k的轻质弹簧,弹性
势能,与弹簧的形变量x的关系式为E,二)x,sin37=0.6,c0s37=0.8,下列说法正确的是
()
A.环在B点,动能为4kL2
B.环从A运动到B,环的机械能增加3.5k2
kL
B
C.环的质量为
8
37ò
D.环在B点,加速度大小为1.8g
三、实验题(第11题7分、第12题6分,共13分)
11.(7分)某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律,长为L的轻绳一端连接在固定力传感
器上,另一端连着小球,将小球拉开,保持静止不动,用手机测角度软件测出轻绳与竖直方向的
夹角,小球直径远小于L,小球质量为m,重力加速度为8。
力传感器
手机
(1)由静止释放小球,小球在竖直面内做圆周运动,若力传感器的最大示数为F。,小球质量为
m,则小球运动中的最大动能为
(2)改变轻绳与竖直方向的夹角重复实验,每次实验记录小球释放时轻绳与竖直方向的夹角
0,力传感器测得的拉力最大值F,作出F-c0s0图像,如果图像是一条倾斜直线,图像与纵
轴截距等于
图像的斜率等于
则表明小球摆动到最低点的过程中机械能
守恒。
(3)实验
(填“存在”或“不存在”)因未考虑小球半径而产生的系统误差。
第4页/共8页
12.(8分)某同学用如图()所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑
轮,轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K,两者质量均为m=0.8kg,钢柱K下端与质量为
ME0.2kg的物块Q相连。
铁架台下部固定一个电动机,电动机竖直转轴上装一支激光笔,电动机带动激光笔绕转轴在水平
面内匀速转动,每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、
Q系统在外力作用下保持静止,轻绳与细钢柱均竖直,重力加速度g取9.8/s2。
感光细
钢柱K
17m
电动机
m P
M Q
激光笔
图(a
(1)开启电动机,待电动机以ω=20πrd/s的角速度匀速转动后,将P、K、Q系统由静止释放,Q落
地前,激光器在细钢柱K上留下感光痕迹。取下K,用刻度尺测出感光痕迹间的距离如图(b)所
示,则细钢柱K上相邻感光痕迹间的时间间隔T=$,激光束照射到E点时,细钢柱速度大小
为1=m/。(此问两空的计算结果均保留1位有效数字)
OA
B
中T
0cm1234567891011121314151617181920
图b)
(2)经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过O点。参照图(b),在OE段,系统动能的增
加量△B=J,重力势能的减少量△E。=J:比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。
(此问两空的计算结果均保留3位有效数字)
(3)选取相同的另一感光细钢柱K,若初始时激光笔对准飞上某点,开启电动机的同时系统由静
止释放,电动机的角速度按如图(c)所示的规律变化,图像斜率为k,记录下如图(d)所示的感
光痕迹,其中两相邻感光痕迹间距均为。若验证得到表达式=一,即可证明系统在运动过
程中机械能守恒(用含字母M、、d、g、π的表达式表示)。
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↑cw/hads-l
图(c)
图(d)
四、解答题(本题共3小题,第13题10分,第14题13分,第15题16分,共41
分)
13.(10分)如图,质量为1kg、电荷量为1×103C的带正电小球在大小为10N的恒力F作用下
在匀强电场中做匀速直线运动,速度大小为'。=2m/s,方向水平向右,F斜向右上与水平方向
的夹角为a=30°,不计空气阻力,重力加速度为10m/s2,求:
(1)匀强电场的电场强度大小:
(2)小球运动1m的过程中,小球电势能的变化量:
(3)某时刻撤去F,撤去F后,小球运动的最小速度及从撤去F至小球达到最小速度所用的时
间。
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14.(14分)如图为某种治疗肿瘤的医学装置原理图:粒子由静止出发,先经过加速电场,再进
入四分之一圆弧辐向电场做匀速圆周运动,从P点竖直向上进入水平向右的匀强电场圆形区域,
最终轰击肿瘤靶区Q点,己知:轨迹位置处于电场强度大小为E,的辐向电场,方向沿半径指向圆
心O,圆弧轨道内轨迹半径R,;圆形区域圆心O',圆O'与OP相切于P点,圆形区域半径R,
Q点距直线OP的距离为0.4R;质子质量m,电荷量9;碳原子核质量12m,电荷量6q.不计
重力、粒子间相互作用。
E
肿瘤细胞↑
0.4R
Ro
加速电场
辐向电场
(1)用长度为d的直线加速器(内加匀强电场)给质子加速,要使质子由静止被加速到'。,求
加速电场的电场强度大小E:
(2)质子经过辐向电场后从P点竖直向上射入圆形匀强电场区域,最终击中Q点,求圆形区域
内匀强电场的电场强度大小E:
(3)若用(2)中装置参数,将质子换成碳原子核,求碳原子核经原来轨迹到达Q点时的动能。
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15.(15分)某物理课外实践小组设计了如图所示的轨道模型模拟弹射游戏。该轨道模型由水平
轨道AB,半径为R的四分之一竖直圆弧细管道BC,圆心角为O、半径为R的竖直圆弧轨道CD
平滑连接而成。游戏开始,质量为M的甲物体以速度V,弹出,与静止在B点、质量为的乙物体
发生完全非弹性碰撞后组合成一个整体丙;丙沿轨道运动,从D点抛出,击中与D点等高的平台
EF上的目标,则游戏成功。己知丙落在平台EF上,被反弹后水平分速度保持不变,竖直分速度
减半:R=0.625m,0=53°,M=0.2kg,m=0.1kg,Los=0.40m,Lr=0.32m,甲、
乙、丙均可视为质点,不计一切摩擦阻力,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。
D
0.0
‘R
甲
6乙
i77777777777
(1)若甲物体以速度'=9m/s被弹出,求
i.碰撞后瞬间丙的速度大小V丙;
ⅱ,丙通过圆弧轨道上的D点,对轨道的压力大小F:
(2)若丙沿轨道运动并击中放置在F点的目标物体,求丙通过D点的速度VD大小(结果可用根
号表示)。
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