如图所示,一个半径R=0.5m的圆形轨道固定在竖直面内,以其最高点O为坐标原点建立平面直角坐标系xoy,其中x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向,整个空间存在范围足够大、方向竖直向下的匀强电场,规定O点为电势能及重力势能的零点。若从O点将一个质量m=0.1kg、可视为质点的带正电小球以v0=2m/s的速度平行于x轴抛出,小球落于轨道上x=0.4m处的A点,若该小球抛出速度增至4v0,小球将沿轨道做完整的圆周运动,已知重力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是
A. 小球所受电场力大小等于其重力的4倍
B. 小球以v0=2m/s的速度抛出后运动至A点的过程中,其速度变化量为8m/s,方向竖直向下
C. 小球以4v0的速度抛出后的运动过程中,小球与轨道间的最大弹力为29.8N
D. 小球以4v0的速度抛出后的运动过程中,小球机械能的最大值为6.2J
高三物理多选题中等难度题
如图所示,一个半径R=0.5m的圆形轨道固定在竖直面内,以其最高点O为坐标原点建立平面直角坐标系xoy,其中x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向,整个空间存在范围足够大、方向竖直向下的匀强电场,规定O点为电势能及重力势能的零点。若从O点将一个质量m=0.1kg、可视为质点的带正电小球以v0=2m/s的速度平行于x轴抛出,小球落于轨道上x=0.4m处的A点,若该小球抛出速度增至4v0,小球将沿轨道做完整的圆周运动,已知重力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是
A. 小球所受电场力大小等于其重力的4倍
B. 小球以v0=2m/s的速度抛出后运动至A点的过程中,其速度变化量为8m/s,方向竖直向下
C. 小球以4v0的速度抛出后的运动过程中,小球与轨道间的最大弹力为29.8N
D. 小球以4v0的速度抛出后的运动过程中,小球机械能的最大值为6.2J
高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在水平面内固定一个半径为R的半圆形光滑细玻璃管,处于垂直纸面方向的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。以管的一端O为坐标原点,以其直径为x轴建立平面直角坐标系。一个质量为m,带电量为+q的小球(小球可视为质点)从O端以一定的初速度入射,在玻璃管内运动时恰好不受玻璃管侧壁的作用力。
(1)判断所加磁场的方向,并求出小球入射的初速度大小;
(2)若撤掉磁场,在水平方向施加一个沿y轴负向的匀强电场,已知小球在玻璃管内运动过程中,动能最小值为入射动能的一半,请写出小球在管内运动的动能EK随x变化的函数;
(3)在(2)问题的基础上,求小球受到玻璃管侧壁作用力的最小值。
高三物理计算题困难题查看答案及解析
在竖直平面内建立如图所示的直角坐标系,x轴水平,y轴正向竖直向上,AOB是坐标平面内被固定的光滑半圆形金属轨道,A、B连线水平,其最低点在坐标原点O,在x轴上方存在着垂直纸面向外的磁场(图中未画出),磁感应强度大小的特点为(为一不为零的常量,y为纵坐标值).有一质量分布均匀的、有一定电阻的金属直棒PQ(长度与AO连线等长)放在轨道上,初始位置如题19图,由于重力作用从静止开始运动的过程中(P、Q始终与轨道接触良好),下列说法错误的是
A.金属棒PQ中感应电流方向可能是Q到P
B.最终金属棒PQ在轨道上来回运动
C.最终金属棒PQ一定停在水平方向
D.金属棒PQ受到磁场力方向可能垂直于棒先向上后向下
高三物理单选题困难题查看答案及解析
(18分)如图所示,在竖直平面内建立xOy直角坐标系,Oy表示竖直向上的方向,已知该平面内沿x轴负方向足够大的区域存在匀强电场,现有一个质量为0.5kg,带电荷量为2.5×10—4C的小球从坐标原点O沿y轴正方向以某一初速度竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中Q点,不计空气阻力,g取10m/s2 .
(1)指出小球带何种电荷;
(2)求匀强电场的电场强度大小;
(3)求小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量.
高三物理计算题简单题查看答案及解析
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在竖直平面内建立xOy直角坐标系,Oy表示竖直向上的方向,已知该平面内沿x
轴负方向足够大的区域存在匀强电场,现有一个质量为0.5kg,带电荷
量为2.5×10—4C的小球从坐标原点O沿y轴正方向以某一初速度竖直
向上抛出,它到达的最高点位置为图中Q点,不计空气阻力,g取10m/s2 .
(1)指出小球带何种电荷;
(2)求匀强电场的电场强度大小;
(3)求小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量.
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道,其中A、C两点处于同一个圆上,C是圆上任意一点,A、M分别为此圆与y、x轴的切点。B点在y轴上且∠BMO = 60°,O′为圆心。现将a、b、c三个小球分别从A、B、C点同时由静止释放,它们将沿轨道运动到M点,如所用时间分别为tA、tB、tC,则tA、tB、tC大小关系是
A. tA< tC< tB
B. tA= tC= tB
C. tA= tC< tB
D. 由于C点的位置不确定,无法比较时间大小关系
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,该平面内有AM、BM、CM三条光滑固定轨道,其中A、C两点处于同一个圆上,C是圆上任意一点,A、M分别为此圆与y、x轴的切点。B点在y轴上且∠BMO=60°,O′为圆心。现将a、b、c三个小球分别从A、B、C点同时由静止释放,它们将沿轨道运动到M点,如所用时间分别为tA、tB、tC,则tA、tB、tC大小关系是( )
A. tA<tC<tB
B. tA=tC<tB
C. tA=tC=tB
D. 由于C点的位置不确定,无法比较时间大小关系
高三物理不定项选择题简单题查看答案及解析
(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy平面内存在着方向相反的两个匀强磁场区域,其中圆心在坐标原点、半径为R的圆形区域Ⅰ内磁场方向垂直于xOy平面向里,第一象限和第四象限的圆形区域外(区域Ⅱ)的磁场方向垂直于xOy平面向外,MN为与x轴垂直且与y轴相距2.5R的一条直线,现有一质量为m、电荷量为+q的带电粒子,经过加速电压为U的加速电场加速后,从坐标为(-R,0)的A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ,并从横坐标为0.5R处的P点进入区域Ⅱ.已知粒子第一次经过直线MN和第二次经过直线MN时的速度方向恰好相反,不计粒子重力,求:
(1)粒子进入圆形区域Ⅰ时的运动速度v的大小;
(2)区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小;
(3)粒子从A点开始到第二次经过直线MN的过程中运动的总时间t.
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如图所示,光滑平行导轨MN、M′N′固定在水平面内,左端MM′接有一个R=2Ω的定值电阻,右端与均处于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接于N、N′点,且半圆轨道的半径均为r=0.5m,导轨间距L=1m,水平轨道的AMN′A′的矩形区域内有竖直向下的匀强磁场,磁场区域的宽度d=1m,一个质量为m=0.2kg,电阻R0=0.5Ω,长也为1m的导体棒ab放置在水平导轨上距磁场左边界S处,在与棒垂直、大小为2N的水平恒力F的作用下从静止开始运动,导体棒运动过程中始终与导轨垂直并与导轨接触良好,导体棒进入磁场后做匀速运动,当导体棒运动至NN′时撤去F,结果导体棒ab恰好能运动到半圆形轨道的最高点PP′,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)匀强磁场磁感应强度B的大小及S的大小;
(2)若导体棒运动到AA′吋时撤去拉力,试判断导体棒能不能运动到半圆轨道上,如果不能说明理由,如果能,试判断导体棒沿半圆轨道运动时会不会离开轨道;
(3)在(2)问中最终电阻R中产生的焦耳热。
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