题目内容

【题目】如图所示,半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切,质量均为m的小球AB与轻杆连接,置于圆轨道上,A与圆心O等高,B位于O的正下方,它们由静止释放,最终在水平面上运动。下列说法正确的是(

A. 下滑过程中A的机械能守恒

B. A滑到圆轨道最低点时,轨道对A的支持力大小为2mg

C. 下滑过程中重力对A做功的功率一直增加

D. 整个过程中轻杆对B做的功为

【答案】BD

【解析】A下滑过程中杆对A有力的作用,并且这个力对A做负功,所以A的机械能不守恒,故A项错误

B、对AB为整体机械能守恒,当A滑到圆轨道最低点的过程中,由机械能守恒得,最低点时由支持力和重力的合力提供向心力,则有所以轨道对A的支持力大小为2mg,故B项正确;

C开始时重力做功功率为零,最后到水平面,速度方向水平,重力做功功率仍为零,所以重力做功的功率先增大后减小,故C项错误

DA运动到底端的过程中,由机械能守恒得所以得B的动能增加量即轻杆对B做的功为,故D项正确

故选BD

练习册系列答案
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【题目】如图所示,在真空中xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的匀强电场,场强,第二、三象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为的匀强磁场,第四象限内分布有垂直纸面向里且磁感应强度为的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P,在y轴负方向上距O点为的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射粒子,且。设发射的粒子速度大小v均为,除了垂直x轴通过P点的粒子可以进入电场,其余打到平板上的粒子均被吸收。已知粒子的比荷为,重力不计,试问:

1P点距O点的距离为多少?

2粒子经过P点第一次进入电场,运动后到达y轴的位置与O点的距离为多少?

3)要使离开电场的粒子能回到粒子源S处,磁感应强度应为多大?

【答案】(1) (2) (3)

【解析】【分析】由洛仑兹力提供向心力从而得到在和四象限做匀速圆周运动的轨道半径,求出P点距O点的距离P点进入电场的粒子做类平抛运动,由类平抛运动相应规律就能求出类平抛运动的匀速位移粒子离开电场后进入B2磁场做匀速圆周运动,先求出离开电场磁场的速度方向,当再次回到y轴时根据圆周运动的对称性与y轴的夹角相等,但要注意的是可以是直接回到S,也可能是在B1中偏转后回到S,所以要分两种情况进行考虑.由出发点和S点的距离求出做圆周运动的半径,再由洛仑兹力提供向心力从而求出B2.

解:(1粒子从S射出经过磁场后,能从P点垂直x轴通过的运动轨迹如图甲所示,由公式可知,

粒子的轨道半径

由几何关系可知: ,则

由此可知点距O点的距离

2

粒子进入电场后做类平抛运动,

x轴方向位移为:

y轴方向位移为:

加速度为:

则粒子到达y轴位置与O点的距离为:

3

设粒子在y轴射出电场的位置到粒子源S的距离为H,则

设粒子在y轴射出电场的速度方向与y轴正方向夹角为

,可知:

粒子射入磁场的速度大小

粒子能回到粒子源S处可分以下两种情况处理:

粒子经磁场偏转后直接回到粒子源S处,如图乙所示。

设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R,由几何关系可知,

由公式,得到

②粒子经磁场偏转后进入磁场偏转再回到离子源S处,如图丙所示。

则粒子进入磁场的偏转半径

由几何关系可知,

由公式

得到

型】解答
束】
13

【题目】1)下列说法正确的是_________。(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.当分子间的引力和斥力平衡时,分子势能最小

B.两个分子间距离减小时,它们之间的分子势能一定减小

C.温度总是从分子平均动能大的物体向分子平均动能小的物体转移

D.一定量的水蒸发为同温度的水蒸气,吸收的热量大于其增加的内能

E.干湿泡温度计的干泡与湿泡的示数差越小,则相对湿度越大,人感觉潮湿

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