题目内容

【题目】光滑水平面上，用弹簧相连接的质量均为2kg的A、B两物体都以v0=6m/s速度向右运动，弹簧处于原长．质量为4kg的物体C静止在前方，如图所示，B与C发生碰撞后粘合在一起运动，在以后的运动中，求：

（1）弹性势能最大值为多少？

（2）当A的速度为零时，弹簧的弹性势能为多少？

【答案】（1）弹性势能最大值为12J；

（2）当A的速度为零时，弹簧的弹性势能为0

【解析】

试题分析：（1）由B、C碰撞瞬间，B、C的总动量守恒，由动量守恒定律得：mBv0=（mB+mC）v，解得v=2m/s；

三个物体速度相同时弹性势能最大，由动量守恒定律得：

mAv0+mBv0=（mA+mB+mC）v共，解得v共=3m/s

设最大弹性势能为Ep，由机械能守恒得：

（2）当A的速度为零时，由动量定恒定律得：

mAv0+mBv0=（mB+mC）vBC，解得vBC=4m/s

则此时的弹性势能

练习册系列答案
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【题目】由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz，波速为16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m，P、Q开始振动后，下列判断正确的是_____。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．P、Q两质点运动的方向始终相同

B．P、Q两质点运动的方向始终相反

C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置

D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰

E．当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰

【题目】如图所示，一条长为L的绝缘细线，上端固定，下端系一质量为m的带电小球，将它置于电场强度为E、方向水平向右的匀强电场中，当小球平衡时，悬线与竖直方向的夹角α＝45°。

（1）小球带何种电荷？电荷量为多少？

（2）若将小球向左拉至悬线呈水平位置，然后由静止释放小球，求放手后小球到达最低点的速度多大？

（3）在（2）问中，小球经多长时间到达最低点？

【题目】为了测量阻值范围在200~300之间的电阻Rx的阻值，实验室提供了如下器材：

A．电阻箱R（阻值范围0～999.9）

B．毫安表（量程0～3mA，内阻约100）

C．直流电源（电动势约3V，内阻不计）

D．两个单刀单掷开关，导线足量

（1）甲同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图甲所示的实验电路，设计的操作步骤如下。

①按电路图连好电路，闭合开关K1，记下毫安表的读数。

②断开K1，闭合开关K2，调节电阻箱R的阻值，使毫安表的读数和①中相同，记下此时电阻箱的示数R1。

假设该同学的设计合理，则待测电阻Rx=_______。

（2）乙同学根据实验目的和提供的实验器材设计出如图乙所示的实验电路，设计的操作步骤如下。

①按电路图连好电路，将R调到最大，然后闭合K1、K2，调节R，使毫安表达到满偏，记下此时电阻箱的示数R2。

②断开K2，调节R，仍使毫安表满偏，记下此时电阻箱的示数R3。假设该同学的设计合理，则待测电阻Rx=______。

（3）上述两位同学的设计中有一位是不合理的，不合理的是_____，理由____________。

【题目】“用DIS描绘电场的等势线”的实验装置示意图如图所示。

（1）（单选题）该实验描绘的是

（A）两个等量同种电荷周围的等势线

（B）两个等量异种电荷周围的等势线

（C）两个不等量同种电荷周围的等势线

（D）两个不等量异种电荷周围的等势线

（2）（单选题）实验操作时，需在平整的木板上依次铺放

（A）导电纸、复写纸、白纸

（B）白纸、导电纸、复写纸

（C）导电纸、白纸、复写纸

（D）白纸、复写纸、导电纸

（3）若电压传感器的红、黑探针分别接触图中d、f两点（f、d连线与A、B连线垂直）时，示数小于零。为使示数为零，应保持红色探针与d点接触，而将黑色探针（选填：“向左”或“向右”）移动。

【题目】美国宇航局的“信使”号水星探测器按计划将在2015年3月份陨落在水星表面。工程师找到了一种聪明的办法，能够使其寿命再延长一个月。这个办法就是通过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道。如图所示，设释放氦气前，探测器在贴近水星表面的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，释放氦气后探测器进入椭圆轨道Ⅱ上，忽略探测器在椭圆轨道上所受外界阻力，则下列说法中正确的是（ ）

A. 探测器在轨道Ⅰ上A点运行速率大于在轨道Ⅱ上B点速率

B. 探测器在轨道Ⅱ上某点的速率可能等于在轨道Ⅰ上速率

C. 探测器在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅰ运行的周期

D. 探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上A点加速度大小不同

【题目】如图所示，在xOy平面内，0＜x＜2L的区域内有一方向竖直向上的匀强电场，2L＜x＜3L的区域内有一方向竖直向下的匀强电场，两电场强度大小相等。x＞3L的区域内有一方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。某时刻，一带正电的粒子从坐标原点以沿x轴正方向的初速度v0进入电场；之后的另一时刻，一带负电粒子以同样的初速度从坐标原点进入电场。正、负粒子从电场进入磁场时速度方向与电场和磁场边界的夹角分别为60°和30°，两粒子在磁场中分别运动半周后在某点相遇。已经两粒子的重力以及两粒子之间的相互作用都可忽略不计，两粒子带电量大小相等。求：

（1）正、负粒子的质量之比m1：m2；

（2）两粒子相遇的位置P点的坐标；

（3）两粒子先后进入电场的时间差。

【题目】如图所示，图面内有竖直线DD＇，过DD＇且垂直于图面的平面将空间分成I、II两区域。区域I有方向竖直向上的匀强电场和方向垂直图面的匀强磁场B（图中未画出）；区域II有固定在水平面上高、倾角的光滑绝缘斜面，斜面顶端与直线DD＇距离，区域II可加竖直方向的大小不同的匀强电场（图中未画出）；C点在DD＇上，距地面高。零时刻，质量为m、带电量为q的小球P在K点具有大小、方向与水平面夹角的速度。在区域I内做半径的匀速圆周运动，经C点水平进入区域II。某时刻，不带电的绝缘小球A由斜面顶端静止释放，在某处与刚运动到斜面的小球P相遇。小球视为质点，不计空气阻力及小球P所带电量对空间电磁场的影响。l已知，g为重力加速度。

（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（2）若小球A、P在斜面底端相遇，求释放小球A的时刻tA；

（3）若小球A、P在时刻（β为常数）相遇于斜面某处，求此情况下区域II的匀强电场的场强E，并讨论场强E的极大值和极小值及相应的方向。

【题目】利用图示电路可以较为准确地测量电源的电动势。图中a为标准电源，其电动势为Es，b为待测电源；E为工作电源，R为滑动变阻器，G为零刻度在中央的灵敏电流计，AB为一根粗细均匀的电阻丝，滑动片C可在电阻丝上移动，AC之间的长度可用刻度尺量出。

实验步骤如下：

（1）按图连接好电路；

（2）调整滑动变阻器的滑片至合适位置，闭合开关S1；

（3）将S2接1，调节滑动片C使电流计示数为零，记下______；

（4）将S2接2，重新调整C位置，使 ________，并记下________；

（5）断开S1、S2，计算待测电源的电动势的表达式为Ex=_______．

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