高三物理解答题中等难度题
如图甲所示,一个绝缘倾斜直轨道固定在竖直面内,轨道的AB部分粗糙,BF部分光滑。整个空间存在着竖直方向的周期性变化的匀强电场,电场强度随时间的变化规律如图乙所示,t=0时电场方向竖直向下。在虚线的右侧存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为。现有一个质量为m,电量为q的带正电的物体(可以视为质点),在t=0时从A点静止释放,物体与轨道间的动摩擦因数为,t=2s时刻,物体滑动到B点。在B点以后的运动过程中,物体没有离开磁场区域,物体在轨道上BC段的运动时间为1s,在轨道上CD段的运动时间也为1s。(物体所受到的洛伦兹力小于2mgcosθ)
1.若轨道倾角为,求物块滑动到B的速度大小。
2.若轨道倾角θ角未知,而已知BC及CD的长度分别为S1、S2,求出倾角的三角函表达式(用S1、S2、g表示)
3.观察物体在D点以后的运动过程中,发现它并未沿着斜面运动,而且物块刚好水平打在H点处的竖直挡板(高度可以忽略)上停下,斜面倾角已知,求F点与H点的间距L。
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如图所示,质量的小车以的速度在光滑的水平面上向左运动,小车上表面的部分是粗糙的水平轨道,部分是光滑的圆弧轨道,圆弧轨道在点的切线水平,整个轨道都是由绝缘材料制成的。小车所在空间内存在方向竖直向上的匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场,电场强度大小,磁感应强度大小。现有一质量、带电荷量的滑块以的速度从小车上表面的左端向右运动,当滑块运动到点时,其相对地面的速度大小,方向水平向右。已知滑块可视为质点,重力加速度取。
(1)在滑块从点运动到点的过程中,求小车与滑块组成的系统损失的机械能。
(2)当滑块通过点时,立即撤去磁场,要使滑块不冲出圆弧轨道,求此圆弧轨道的最小半径。
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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
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如图所示,与水平面成37°倾斜轨道AB,其沿直线在C点与半径R=1m的半圆轨道CD相切,全部轨道为绝缘材料制成且放在竖直面内.整个空间存在水平向左的匀强电场,MN的右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场.一个质量为m=0.4kg的带电小球从A点无初速开始沿斜面下滑,至B点时速度为,接着沿直线BC(此处无轨道)运动到达C处进入半圆轨道,进入时无动能损失,且刚好到达D点,从D点飞出时磁场立即消失,不计空气阻力,g=10m/s2,cos37°=0.8,求:
(1)小球带何种电荷.
(2)小球离开D点后的运动轨迹与直线AC的交点距C点的距离.
(3)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功.
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如图所示,MDN为绝缘材料制成的固定的竖直光滑半圆形轨道,半径为R,直径MN水平,整个空间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,一带电荷量为-q,质量为m的小球自M点无初速度下滑,下列说法中正确的是
A. 小球由M点滑到最低点D时所用时间与磁场无关
B. 小球滑到D点时,对轨道的压力一定大于mg
C. 小球滑到D点时,速度大小
D. 小球滑到轨道右侧时,可以到达轨道最高点N
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如图所示,固定在竖直面内的光滑绝缘圆环上穿有一个小球P(视为质点),P带正电。该空间同时存在匀强电场和匀强磁场。电场方向竖直向上;磁场方向重直于圆环平面向里。将小球P从与圆心0等高处由静止释放后,小球逆时针运动到达圆环的最高点。在此过程中
A. 小球动能的增量等于电场力、洛伦兹力做功的代数和
B. 小球重力势能的增量等于电场力和重力做功的代数和
C. 小球机械能的增量等于电场力做的功
D. 小球电势能的增量等于重力做的功
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