如图,固定在竖直面内的光滑绝缘轨道由水平段AB和半径为r的半圆环段BCD平滑相切而成,过圆环直径BOD的虚线左侧存在方向水平向右的匀强电场。现将一可视为质点的带正电小滑块,从水平轨道上的P点由静止释放,滑块沿轨道运动到半圆环上B点时对轨道的压力等于滑块重力的7倍,且滑块离开半圆环后不经任何碰撞回到了B点。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A. 滑块不能沿轨道运动到最高点D
B. 滑块两次经过B点时的速度相同
C. 在虚线左侧,滑块到达距水平轨道高为 的位置时,电场力的瞬时功率为零
D. P到B点的距离为
高三物理多选题困难题
如图,固定在竖直面内的光滑绝缘轨道由水平段AB和半径为r的半圆环段BCD平滑相切而成,过圆环直径BOD的虚线左侧存在方向水平向右的匀强电场。现将一可视为质点的带正电小滑块,从水平轨道上的P点由静止释放,滑块沿轨道运动到半圆环上B点时对轨道的压力等于滑块重力的7倍,且滑块离开半圆环后不经任何碰撞回到了B点。关于上述过程,下列说法正确的是( )
A. 滑块不能沿轨道运动到最高点D
B. 滑块两次经过B点时的速度相同
C. 在虚线左侧,滑块到达距水平轨道高为 的位置时,电场力的瞬时功率为零
D. P到B点的距离为
高三物理多选题困难题查看答案及解析
如图:竖直面内固定的绝缘轨道abc,由半径R=3 m的光滑圆弧段bc与L=1.5 m的粗糙水平段ab在b点相切而构成,O点是圆弧段的圆心,Oc与Ob的夹角θ=37°;过f点的竖直虚线左侧有方向竖直向上、场强大小E=10 N/C的匀强电场,Ocb的外侧有一长度足够长、宽度d =1.6 m的矩形区域efgh,ef与Oc交于c点,ecf与水平向右的方向所成的夹角为β(53°≤β≤147°),矩形区域内有方向水平向里的匀强磁场。质量m2=3×10-3 kg、电荷量q=3×l0-3 C的带正电小物体Q静止在圆弧轨道上b点,质量m1=1.5×10-3 kg的不带电小物体P从轨道右端a以的水平速度向左运动,P、Q碰撞时间极短,碰后P以1 m/s的速度水平向右弹回。已知P与ab间的动摩擦因数μ=0.5,A、B均可视为质点,Q的电荷量始终不变,忽略空气阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g=10 m/s2。求:
(1)碰后瞬间,圆弧轨道对物体Q的弹力大小FN;
(2)当β=53°时,物体Q刚好不从边穿出磁场,求区域efgh内所加磁场的磁感应强度大小B1;
(3)当区域efgh内所加磁场的磁感应强度为B2=2T时,要让物体Q从gh边穿出磁场且在磁场中运动的时间最长,求此最长时间t及对应的β值。
高三物理解答题困难题查看答案及解析
如图所示,两半径均为R=0.2m的光滑绝缘半圆轨道PM、QN在同—竖直面内放置,两半圆轨道刚好与绝缘水平面平滑相切于M、N点,P、Q分别为两半圆轨道的最高点。水平面MF部分虚线方框内有竖直向下的匀强电场,场强大小为E,电场区域的水平宽度LMF=0.2m。带电荷量为q、质量为m=1kg两相同带正电的两滑块A、B固定于水平面上,它们不在电场区域,但A靠近F,它们之间夹有一压缩的绝缘弹簧(不连接),释放A、B后,A进入电场时已脱离弹簧。滑块与水平面间的动摩擦因数均为=0.5。已知Eq=2N,整个装置处于完全失重的宇宙飞船中。
(1)如果弹簧储存的弹性势能Ep=1J,求自由释放A、B后B在Q点所受的弹力大小;
(2)如果释放A、B后,要求二者只能在M、F间相碰,求弹簧储存的弹性势能Ep'的取值范围。
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如图所示,虚线MN下方空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,且磁感应强度,竖直面内固定一半径的绝缘且粗糙的半圆形轨道BC,该轨道的最高点B恰位于虚线MN上,最低点C的切线方向与水平方向夹角为。某一质量的带电物块以的速度水平向右飞行,在A点突然爆炸,分成质量相等的两块,其中一块以的速度向相反方向飞出,另一块(可视为质点)在空中运动一段时间后,恰好从B点沿切线方向进入半圆形轨道,沿轨道内侧运动至末端点C时速度大小为,且刚好能沿切线方向做直线运动。已知,,重力加速度,试求:
(1)物块在B点时的速度大小。
(2)沿轨道运动的物块带何种电荷?电荷量是多少?
(3)物块在半圆形轨道中克服摩擦力所做的功。
高三物理计算题中等难度题查看答案及解析
如图,固定在竖直平面内的绝缘细半圆管轨道在C点与绝缘的水平地面平滑连接,半圆管的半径R=1.6m,管内壁光滑,两端口C、D连接沿竖直方向,CD右侧存在场强大小E=N/C、方向水平向左的匀强电场,水平面AB段表面光滑,长,BC段表面粗糙,长,质量m=2.0kg、电荷量q=0.01C的带正电小球在水平恒力F=10.0N的作用下从A点由静止开始运动,经过一段时间后撤去外力F,消去进入半圆管后通过端口D时对圆管内轨道有竖直向下的压力=15N。小球与水平面BC段之间的动摩擦因数,取,求:
(1)小球通过端口D时的速度大小;
(2)小球通过半圆管中点P时与圆管的作用力大小;
(3)撤去外力F时小球的速度大小。
高三物理计算题极难题查看答案及解析
如图所示,半径为R的四分之三光滑圆弧轨道BCD固定在竖直面内,最低点B与水平面平滑相切,BC为直径。一根轻弹簧放在水平面上,左端与固定竖直挡板相连接,弹簧处于自然伸直时,右端刚好与水平面上的A点对齐,质量为m的物块放在A点,刚好与轻弹簧接触,水平面上AB段粗糙,物块与水平面间的动摩擦因数为0. 5,AB段长为3R,A点左侧水平面光滑,用物块压缩轻弹簧至一定的位置由静止释放,物块运动到B点时,对圆弧轨道的压力等于物块重力的3倍,重力加速度为g,不计物块的大小。求:
(1)物块从A运动到B所用的时间;
(2)若要使物块能沿轨道运动到D点,压缩弹簧的弹性势能至少为多大。
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在竖直面内固定有一半径为R的圆环,AC是圆环竖直直径,BD是圆环水平直径,半圆环ABC是光滑的, 半圆环CDA是粗糙的。一质量为m小球(视为质点)在圆环的内侧A点获得大小为v0、方向水平向左的速度,小球刚好能第二次到达C点,重力加速度大小为g。在此过程中
A. 小球通过A点时处于失重状态
B. 小球第一次到达C点时速度为
C. 小球第一次到达B点时受到圆环的弹力大小为
D. 小球与圆环间因摩擦产生的热量为
高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在竖直面内固定有一半径为R的圆环,AC是圆环竖直直径,BD是圆环水平直径,半圆环ABC是光滑的,半圆环CDA是粗糙的。一质量为m小球(视为质点)在圆环的内侧A点获得大小为v0、方向水平向左的速度,小球刚好能第二次到达C点,重力加速度大小为g。在此过程中
A. 小球通过A点时处于超重状态
B. 小球第一次到达C点时速度为
C. 小球第一次到达B点时受到圆环的弹力大小为
D. 小球损失的机械能为
高三物理多选题简单题查看答案及解析
如图所示,在竖直面内固定有一半径为R的圆环,AC是圆环竖直直径,BD是圆环水平直径,半圆环ABC是光滑的,半圆环CDA是粗糙的。一质量为m小球(视为质点)在圆环的内侧A点获得大小为v0、方向水平向左的速度,小球刚好能第二次到达C点,重力加速度大小为g。在此过程中( )
A. 小球损失的机械能为
B. 小球通过A点时处于失重状态
C. 小球第一次到达C点时速度为
D. 小球第一次到达B点时受到圆环的弹力大小为
高三物理单选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在水平绝缘轨道的末端N处,平滑连接一个半径为R的光滑绝缘的半圆形轨道,整个空间存在一个场强大小,方向水平向左的匀强电场,并在半圆轨道区域内还存在一个垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度。现在有一个带正电的小物块(可看作质点),质量为m,电量为,从距N点的地方静止释放。已知物块与水平轨道之间的动摩擦因数,重力加速度取g,求:
(1)小物块运动到轨道的最高点P时,小物块对轨道的压力;
(2)小物块从P点离开半圆轨道后,又落在水平轨道距N点多远的地方。
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