题目内容

【题目】如图所示，现有一个带正电小物块，质量m＝20 g，电荷量q＝2×10－4 C，与水平轨道之间的动摩擦因数μ＝0.2，处在水平向左的匀强电场中，电场强度E＝1×103 V/m．在水平轨道的末端N处，连接一个光滑的半圆形轨道，半径R＝40 cm，取g＝10 m/s2，求：

⑴若小物块恰好能运动到轨道的最高点，则小物块在轨道最高点时速度的大小；

⑵若小物块恰好能运动到轨道的最高点，则小物块应该从距N点多远处由静止释放？

⑶若在上小题的位置释放小物块，则在从释放到最高点的过程中，小物块在距水平地面多高处动能最大？（结果可保留根号）

【答案】（1）1.25m（2）1.25m处开始释放（3）0.12m

【解析】试题分析：（1）根据重力提供向心力，即可求解；（2）根据动能定理，结合力做功的正负，即可求解；（3）根据计算数据，得出电场力与重力相等，电场力与重力的合力沿半径方向时，小物块的速度最大，从而求解．

（1）物块能通过轨道最高点的临界条件是，解得

（2）设小物块释放位置距N处为x：

解得

即小物块应该从在水平位置距N处为1.25m处开始释放

（3）因为,所以

当电场力与重力的合力沿半径方向时，小物块的速度最大，也就是动能最大。

此时，物块与圆心连线与竖直方向成45°，

则

练习册系列答案
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【题目】对电流概念的正确理解是 （ ）

A．通过导体的横截面的电量越多，电流越大

B．导体的横截面越大，电流越大

C．单位时间内通过导体横截面的电量越大，电流越大

D．导体中的自由电荷越多，电流越大

【题目】某课外小组在参观工厂时，看到一丢弃不用的电池，同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻，已知这个电池的电动势约为11～13V，内阻小于3Ω，由于直流电压表量程只有3V，需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替)，改装为量程为15V的电压表，然后再用伏安法测电池的电动势和内阻，以下是他们的实验操作过程：

(1)把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，实验步骤如下，完成填空：

第一步：按电路图连接实物

第二步：把滑动变阻器滑片移到最右端，把电阻箱阻值调到零

第三步：闭合开关，把滑动变阻器滑片调到适当位置，使电压表读数为3V

第四步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为________V

第五步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其他线路，即得量程为15V的电压表.

(2)实验可供选择的器材有：

A.电压表(量程为3V，内阻约2kΩ)

B.电流表(量程为3A，内阻约0.1Ω)

C.电阻箱(阻值范围0～9999Ω)

D.电阻箱(阻值范围0～999Ω)

E.滑动变阻器(阻值为0～20Ω，额定电流2A)

F.滑动变阻器(阻值为0～20kΩ)

则电阻箱应选________，滑动变阻器应选________.

(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变)，测电池电动势E和内阻r，实验电路如图乙所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U－I图线如图丙所示，可知电池的电动势为________V，内阻为________Ω.

【题目】下列每组两个物理量全部属于矢量的是（ ）

A. 路程、功 B. 位移、动能

C. 加速度、速率 D. 线速度、力

【题目】牛顿的墓碑上镌刻着这样一行文字：“……自然与自然的定律，都隐藏在黑暗之中；上帝说‘让牛顿来吧！’于是，一切变为光明。”牛顿之所以获得这样高的评价，是因为他

A. 创立了经典力学

B. 捍卫了“地心说”

C. 挑战了“进化论”

D. 发展了“相对论”

【题目】为测定物块与木板间的动摩擦因数，小明同学设计了如图所示的实验装置．木板的倾角为θ，弹簧的一端固定在木板上，另一端位于木板上的B点．物块在木板上A点静止释放后沿木板滑下，压缩弹簧运动至C点后被弹回，上滑至D点时速度为零．测得AB间的距离为x1、BC间的距离为x2，BD间的距离为x3．实验中的弹簧可视为轻质弹簧。

(1)若某次实验测得x1=40cm、x2=5cm、x3=25cm、θ=450，求物块与木板间的动摩擦因数；

(2)实验完成后，小明同学还想进一步做点研究。他提出了如下两个问题：

①若已经测得物块与木板间的动摩擦因数为，还知道物块质量为m，能否通过运算，写出弹簧压缩至C点时弹性势能的表达式呢?(用字母表示)

②小明同学从网上查得，弹性势能公式为Ep=kx2。，其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，物体在下滑过程中的最大速度又如何表达呢?(用字母表示)，你能帮助他解决上述问题吗?

【题目】(1)氢原子的能级图如图所示．有一群处于n＝4能级的氢原子，若原子从n＝4向n＝2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，则：

①这群氢原子发出的光中共有________种频率的光能使该金属产生光电效应；

②从n＝4向n＝1跃迁时发出的光照射该金属，所产生的光电子的最大初动能为________eV.

(2)如图所示，质量为2m的小滑块P和质量为m的小滑块Q都可看做质点，与轻质弹簧相连的Q静止在光滑水平面上．P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，求：

①弹簧的弹性势能最大时，P、Q的速度大小；

②弹簧的最大弹性势能．

【题目】关于电源电动势，下列说法中正确的是(　　)

A. 同一电源接入不同的电路电动势会发生改变

B. 电源电动势就是接入电源两极间的电压表测量的电压

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【题目】在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vmax=1.02 m/s的匀速运动。g取10 m/s2，不计额外功。求：

(1)起重机允许输出的最大功率；

(2)重物做匀加速运动所经历的时间

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