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1、江山实验中学高三物理补充练习(6)1如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘,AB和BC的长度均为L,斜面BC与水平地面间的夹角,有一质量为m、电量为+q的带电小球(可看成质点)被放在A点。已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,场强大小,磁场为水平方向(图中垂直纸面向外),磁感应强度大小为B;在第二象限分布着沿x轴正向的水平匀强电场,场强大小。现将放在A点的带电小球由静止释放,则小球需经多少时间才能落到地面(小球所带的电量不变)?2如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场。一“L”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中。管的水平部分
2、长为l1=0.2m,离水平面地面的距离为h=5.0m,竖直部分长为l2=0.1m。一带正电的小球从管的上端口A由静止释放,小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短可不计)时没有能量损失,小球在电场中受到的电场力大小为重力的一半。求:小球运动到管口B时的速度大小;小球着地点与管的下端口B的水平距离。(g=10m/s2) 3.如图所示, ab、ef是平行地固定在水平绝缘桌面上的光滑金属导轨,导轨间距为d.在导轨左端a、c上连有一个阻值为R的电阻,一质量为3m,长为d的金属棒恰能置于导轨上并和导轨良好接触。起初金属棒静止于MN位置,整个装置处于方向垂直桌面向下、磁感应强度为B的磁场中。现有
3、一质量为m的带电量为q的绝缘小球在桌面上从O点(O为导轨上的一点)以与ef成60斜向右方射向ab,随后小球直接垂直地打在金属棒的中点上,并和棒粘合在一起(设小球与棒之间没有电荷转移)。小球运动过程中不计导轨间电场的影响,导轨和金属棒的电阻不计。求:小球射入磁场时的出速度0;电阻R上产生的热量Q和通过的电量q.4.如图所示,将质量均为m厚度不计的两物块A、B用轻质弹簧相连接。第一次只用手托着B物块于H高处,A在弹簧弹力的作用下处于静止,现将弹簧锁定,此时弹簧的弹性势能为Ep,现由静止释放A、B ,B物块着地后速度立即变为0,同时弹簧锁定解除,在随后的过程中B物块恰能离开地面但不继续上升。第二次用
4、手拿着A、B两物块,使得弹簧竖直并处于原长状态,此时物块B离地面的距离也为H,然后由静止同时释放A、B,B物块着地后速度同样立即变为0。求:第二次释放A、B后,A上升至弹簧恢复原长时的速度1;第二次释放A、B后,B刚要离地时A的速度2。5.如图所示,某放射源A中均匀地向外辐射出平行于y轴的、速度一定的粒子(质量为m,电荷量为+q)为测定其飞出的速度大小,现让其先经过一个磁感应强度为B、区域为半圆形的匀强磁场,经该磁场偏转后,它恰好能够沿x轴进人右侧的平行板电容器,并打到置于N板上的荧光屏上。调节滑动触头,当触头P位于滑动变阻器的中央位置时,通过显微镜头Q看到屏上的亮点恰好能消失已知电源电动势为
5、E,内阻为r0,滑动变阻器的总阻值R0=2 r0,问: (1)粒子的速度大小0=? (2)满足题意的粒子,在磁场中运动的总时间t=? (3)该半圆形磁场区域的半径R=?6.某边防哨所附近的冰山上,突然发生了一次“滑坡”事件,一块质量m=840kg的冰块滑下山坡后,又在水平地面上向着正前方的精密仪器室见图(a)中的CDEF冲去值勤的战士目测了一下现场情况,冰块要经过的路线分前、后两段,分界线为AB,已知前段路面与冰块的动摩擦因数=,后段路面与冰块的动摩擦因数很小可忽略不计为防止仪器室受损,又由于场地限制他只能在前一段中,逆着冰块滑来的方向与水平成370角斜向下用F=875N的力推挡冰块,如图(b
6、)所示,此时冰块的速度为0=6.00m/s,在第一路段沿直线滑过4.00m后,到达两段的分界线以分界线为y轴,冰块的运动方向为x轴建立平面直角坐标系冰块进入光滑场地后,他再沿垂直0的方向(y轴正方向),用相同大小的力水平侧推,取g=l0m/s。,求: (1)冰块滑到分界线时的速度大小1 (2)若仪器室D点坐标为(10.0m,5.00m);C点坐标为(10.0m,5.00m),则此冰块能否碰到仪器室?试通过计算说明1设带电小球运动到B点时速度为vB则由功能关系:解得:2分设带电小球从A点运动到B点用时为t1,则由动量定理:2分当带电小球进入第二象限后所受电场力为1分所以带电小球做匀速圆周运动:2
7、分则带电小球做匀速圆周运动的半径2分则其圆周运动的圆心为如图所示的点,假设小球直接落在水平面上的点,则重合,小球正好打在C点。所以带电小球从B点运动到C点运动时间2分所以小球从A点出发到落地的过程中所用时间1分2.解:在小球从A运动到B的过程中,对小球由动能定理有:(2分) , 解得:(2分)代入数据可得:B=2.0m/s (2分)小球离开B点后,设水平方向的加速度为a,位移为s,在空中运动的时间为t,RMNOBabef600rrr/2O水平方向有:(1分), (2分)竖直方向有:(1分)由式,并代入数据可得:s=4.5m (2分)3.解:小球入射磁场后将作匀速圆周运动,设圆周运动的半径为r,
8、其轨迹如图所示由几何知识可知: 解得 (2分) 小球在磁场中作圆周运动: (1分)由、得: (2分)小球和金属棒的碰撞过程,由动量守恒定律得:m0=(m3m) (1分)金属棒切割磁感线的过程中,棒和小球的动能转化为电能进而转化成焦耳热: (2分) 由、可得: (2分)棒和小球的速度从1变为0的过程中由动量定理有: (1分) 又 (1分) 由、可得 (2分)4.解:(1)第二次释放A、B后,A、B均做自由落体运动,B着地后,A和弹簧相互作用至A上升到弹簧恢复原长过程中,弹簧对A做的总功为零。(1分)对A从开始下落到弹簧恢复原长过程中,由机械能守恒定律有: (2分)HAhBhAhBhAhBhAhB
9、hAhBhx3 LLx1x21h2h L解得: (2分)(2)设弹簧的劲度系数为k,自由长度为L,第一次释放AB前,设弹簧的形变量为x1,有:x1 (1分),第一次释放AB后,B刚要离地时弹簧的形变量为x2 (1分)第二次释放AB后,在B刚要离地时弹簧的形变量为x3,则有:x3 (1分)由得:x1x2x3 即这三个状态,弹簧的弹性势能都为Ep(1分)在第一次释放AB后,对A、B和弹簧组成的系统,从A刚释放到B刚要离地的过程中,由于B的机械能完全转化为内能,故据能量关系有:mg(HLx1)Epmg(Lx2) Ep (2分)在第二次释放AB后,对A、B和弹簧组成的系统,从A刚释放到B刚要离地的过程
10、中,同理由能量关系有:mg(HL)mg(Lx3)Ep (2分)由得:(2分)5.由闭合电路的欧姆定律,回路中的电流强度 (1分) 两极板间的电压 (1分) 对某一粒子,在加速电场中应用动能定理得: (2分)联立解出 (1分) 由题意,“粒子向上射入磁场偏转900后射出,后来又从O点返回磁场再偏转900,最后向上射出磁场故所求 t=T2 (2分) 又 (2分)联立、解出 (1分)设粒子在磁场中的轨迹半径为r,则 (2分) 由题意, (2分) 由结合,解出 (1分)6.将F沿水平方向、竖直方向分解,冰块受的支持力(3分) 摩擦力 (1分) 在前一阶段,对冰块由动能定理: (4分) 联立以上各式,并将x1=4.00m等代入,解出1=1.00m/s (2分) 冰块做类平抛运动,沿x轴方向 (2分) 沿Y轴方向,由牛顿第二定律: (2分) 。 (2分) 联立解出y=52.0m5m,故冰块碰不到仪器室 (1分)