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158909. (2023•长安区一中•高二上一月) 德优题库如图所示,空间有电场强度E=1.0×103V/m竖直向下的匀强电场,长L=0.4m不可伸长的轻绳一端固定于O点,另一端系一质量m=0.05kg带正电q=5×10-4C的小球,拉起小球至绳水平后在A点无初速度释放,当小球运动至O点的正下方B点时,绳恰好断裂,小球继续运动并垂直打在同一竖直平面且与水平面成θ=30°,无限大的挡板MN上的C点。重力加速度g=10m/s2.试求:
(1)绳子能承受的最大拉力;
(2)A、C两点的电势差;
(3)当小球刚要运动至C点时,突然施加一恒力作用在小球上,同时把挡板迅速水平向右移动3.2m,若小球仍能垂直打在挡板上,所加恒力的方向与竖直向上方向的夹角α的取值范围。
共享时间:2023-10-12 难度:4
[考点]
绳球类模型及其临界条件,动能定理的简单应用,匀强电场中电势差与电场强度的关系,从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题,
[答案]
见试题解答内容
[解析]
解:(1)A→B由动能定理及圆周运动知识有:
(mg+qE)•L=
F﹣(mg+qE)=
代入数据可解得:F=3N
(2)由(1)分析得m/s=4m/s,
小球离开B点做类平抛运动,到达C点时由水平方向速度保持不变有:
小球垂直撞在斜面上,故满足
根据动能定理有:W+WG
而W=qU,
代入数据可解得:U=1600V
(3)挡板向右移动3.2米,小球沿速度方向运动了1.6米,
若小球做减速运动恰好垂直打到挡板,则a=v2/2S=20m/s2=2g,所以要求a≤2g,F≤2mg
设恒力F与竖直方向的夹角为α,作出小球的受力矢量三角形分析如图所示∴α≤15°(左斜向上)
若小球做匀速直线或匀加速直线运动垂直打在挡板上,设恒力F与竖直向上方向的夹角为α,作出小球的受力矢量三角形分析如图所示 θ≤(α+θ)<180°
0°≤α<150°(如图斜右下方)

综上:恒力F与竖直向上的夹角α(以顺时针为正)范围为﹣15°≤α<150°
答:(1)绳子至少受3N的拉力才能被拉断;
(2)A、C两点的电势差为1600V;
(3)当小球刚要运动至C点时,突然施加一恒力F作用在小球上,同时把挡板迅速水平向右移动3.2m,若小球仍能垂直打在挡板上,所加恒力F与竖直向上的夹角α(以顺时针为正)范围为﹣15°≤α<150°。
[点评]
本题考查了"绳球类模型及其临界条件,动能定理的简单应用,匀强电场中电势差与电场强度的关系,从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题,",属于"综合题",熟悉题型是解题的关键。
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162839. (2021•西安中学•高三上期中) 德优题库如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.4m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104N/C。现有质量m=0.1kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上A点处,AB两点距离x=1.0m,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零,已知带电体所带电荷量q=8.0×10-5C,取g=10m/s2,求:
(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度的大小;
(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;
(3)AC两点之间的电势差和A到C过程中摩擦热。
(4)若圆弧轨道也是光滑的,求带电体到达最高点的速度为多少?(可以用根号表示)
共享时间:2021-11-24 难度:3 相似度:1.75
162503. (2023•交大附中•高二上期中) 如图所示,绝缘水平轨道与光滑绝缘竖直圆槽形轨道相切于A点,圆形轨道半径为R,圆形轨道上B点与圆心等高,水平轨道AM段长度也为R,竖直边界MN左侧分布有水平向左的匀强电场,场强E=。质量为m,带电量为+q的物块(可视为质点)以水平方向速度v0从M点进入电场,水平轨道AM段与物块间的动摩擦因数μ可调,(重力加速度为g,sin37°=0.6,sin53°=0.8)。求:
(1)若μ=0.75,且物块的速度v0,物块经过圆形轨道最低点A时对轨道的压力大小;
(2)若物块的速度v0,要使物块能做完整的圆周运动,AM段与物块间动摩擦因数满足什么条件;
(3)若μ=0.75,只把MN左侧的电场方向变成水平向右,其他条件不变,为使滑块能到达B点,物块的初速度v0应满足什么条件。
共享时间:2023-11-15 难度:3 相似度:1.75
161874. (2022•长安区一中•高二下期末) 德优题库如图所示,在竖直平面内,某一游戏轨道由直轨道AB、光滑圆弧细管道BCD和光滑圆弧轨道DE平滑连接组成,两段圆弧半径相等R=0.5m,B、D等高,图中θ角均为37°,AB与圆弧相切,AM水平。直轨道AB上方有与AB相平行的匀强电场E=108N/C,且电场只分布在AB之间。直轨道AB底端装有弹射系统(弹簧长度很短,长度和质量不计,可以认为滑块从A点射出),具有初始弹性势能EP=2.5J,某次弹射系统将尺寸略小于管道内径的带正电的滑块弹出,冲上直轨道AB,直轨道AB上铺有特殊材料,使滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ大小可调。滑块进入光滑圆轨道后,最后能在E点与弹性挡板相互作用后以等速率弹回。已知滑块的质量为m=0.1kg,带电量为q=+8.0×10-9C,B点的高度h=1.8m,整个过程中滑块可视为质点,所带电量保持不变,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)若调节AB间的特殊材料,使其变为光滑,求滑块在最高点C点时对轨道的作用力;
(2)现调节AB间的动摩擦因数μ,求滑块首次到达E点时的速率vE与μ之间的关系式;
(3)若滑块与弹性挡板相碰后最终能静止在轨道AB的中点,求动摩擦因数μ。
共享时间:2022-07-14 难度:2 相似度:1.5
182075. (2020•西安一中•高二上期中) 德优题库一质量为m1=1kg、带电荷量为q=+0.5C的小球以速度v0=3m/s,沿两正对带电平行金属板(板间电场可看成匀强电场)左侧某位置水平向右飞入,极板长0.6m,两极板间距为0.5m,不计空气阻力,小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC,圆弧轨道ABC的形状为半径R<3m的圆截去了左上角127°的圆弧,CB为其竖直直径,在过A点竖直线OO′的右边界空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度为E=10V/m。(取g=10m/s2)求:
(1)求两极板间的电势差大小U;
(2)欲使小球在圆弧轨道运动时不脱离圆弧轨道,求半径R的取值应满足的条件(结果可用分式表示)。
共享时间:2020-11-23 难度:2 相似度:1.5
162944. (2021•西安一中•高二上期中) 德优题库如图所示,一个电子由静止开始经加速电场加速后,又沿偏转电场极板间的中心轴线从O点垂直射入偏转电场,并从另一侧射出打到荧光屏上的P点,O'点为荧光屏的中心。已知电子质量m,电荷量e,加速电场电压U0,偏转电场电压U,极板的长度L1,板间距离d,极板的末端到荧光屏的距离L2(忽略电子所受重力)。求:

(1)电子射入偏转电场时的初速度v0
(2)电子经过偏转电场过程中电场力对它所做的功W。
(3)电子从进入偏转场到打在荧光屏P的运动时间t。
共享时间:2021-11-30 难度:2 相似度:1.5
182359. (2020•西安八十三中•高二上期中) 德优题库如图所示,两个带等量异种电荷、竖直放置的、电容为C、间距为d的平行金属板,两板之间的电场可视为匀强电场.此外两板之间还存在一种物质,使小球受到一个大小为F=kv(k为常数,v为小球速率)方向总是沿背离圆心的力.一个质量为m,带电量为-q的小球,用长为L(L<d)的不可伸长细线悬挂于O点,将小球拉至水平位置M,由静止释放,当小球向下摆过60°到达N点时,速度恰为零.(细线始终处于伸直状态)则:
(1)左极板带电量Q是多少?
(2)小球到达N点时的加速度大小是多少?
(3)小球的最大速度是多少?此时细线上的拉力是多少?
共享时间:2020-11-15 难度:2 相似度:1.5
159324. (2023•西安八十三中•高二上一月) 德优题库一长为l的绝缘细线,上端固定,下端拴一质量为m、电荷量为q的带正电的至小球,处于如图所示水平向右的匀强电场中。先将小球拉至A点,使细线水平。然后释放小球,当细线与水平方向夹角为120°时,小球到达B点且速度恰好为零,为重力加速度为g,sin30°=0.5,cos30°=
3
2
。求:
(1)匀强电场AB两点间的电势差UAB的大小;
(2)小球由A点到B点过程速度最大时细线与竖直方向的夹角θ的大小;
(3)小球速度最大时细线拉力的大小。
共享时间:2023-10-29 难度:2 相似度:1.5
159323. (2023•西安八十三中•高二上一月) 德优题库电子经过电场加速后射入偏转电场。已知加速电场两极板间电压为U1,偏转电场两极板间电压为U2,极板长为L,相距为d,电子质量为m,电荷量为e,(重力不计)。求:
(1)电子离开加速电场时速度大小v0
(2)电子离开偏转电场时竖直方向的位移大小y。
共享时间:2023-10-29 难度:2 相似度:1.5
162635. (2022•长安区一中•高二上期中) 在如图甲所示的平面坐标系内,有三个不同的静电场:第一象限内有电荷量为Q的点电荷在O点产生的电场E1,第二象限内有水平向右的匀强电场E2,第四象限内有方向水平、大小按图乙变化的电场E3,E3以水平向右为正方向,变化周期T=.一质量为m,电荷量为+q的离子从(﹣x0,x0)点由静止释放,进入第一象限后恰能绕O点做圆周运动。以离子经过x轴时为计时起点,已知静电力常量为k,不计离子重力。求:

(1)离子刚进入第四象限时的速度;
(2)E2的大小;
(3)当t=时,离子的速度;
(4)当t=nT时,离子的坐标。
 
共享时间:2022-11-16 难度:2 相似度:1.5
158807. (2023•西安中学•高二上一月) 德优题库如图为示波器的原理示意图,质量为m、带电量为+q的粒子从加速电压为U0的电场正极板O点由静止释放,并沿中央轴线OO′进入到偏转电场中,最后打到荧光屏PP′上。已知偏转电场两板间距为d、板长为L,偏转电场右端到荧光屏的距离也为L,不计带电粒子的重力,求:
(1)粒子进入偏转电场时的速度v0
(2)若粒子恰能从下极板的边缘离开偏转电场时,两板间的电势差U;
(3)带电粒子打到荧光屏上偏离中心的最大距离Y。
共享时间:2023-10-22 难度:2 相似度:1.5
182549. (2020•西安中学•高三上期末) 德优题库如图所示,光滑、绝缘的水平轨道AB与四分之一圆弧轨道BC平滑连接,并均处于水平向右的匀强电场中,已知匀强电场的场强E=5×103V/m,圆弧轨道半径R=0.4m。现有一带电量q=+2×10-5C、质量m=5×10-2kg的物块(可视为质点)从距B端s=1m处的P点由静止释放,加速运动到B端,再平滑进入圆弧轨道BC,重力加速度g=10m/s2求:
(1)物块在水平轨道上加速运动的时间t和到达B点的速度vB的大小
(2)物块刚进入圆弧轨道时受到的支持力NB的大小。
共享时间:2020-02-09 难度:2 相似度:1.5
182587. (2020•西安中学•高二上期末) 德优题库一束电子流(电子质量为m,电量绝对值为q,初速度可忽略)经电压为U的加速电场加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,两板间距为d,板长为l,电子恰好能从平行板下边缘飞出,如图所示。不考虑电子的重力,求:
(1)电子进入偏转电场的速度大小;
(2)两极板间所加的偏转电压。
共享时间:2020-02-09 难度:2 相似度:1.5
161416. (2023•西工大附中•高一下期末) 如图所示,水平绝缘直轨道AC由光滑段AB与粗糙段BC组成,它与竖直光滑半圆轨道CD在C点处平滑连接,其中AB处于电场区内。一带电量为+q、质量为m的可视为质点的滑块从A处以水平初速度v0进入电场区沿轨道运动,从B点离开电场区继续沿轨道BC运动,最后从圆轨道最高点D处水平飞离。已知:轨道BC长l=1m,圆半径R=0.1m,m=0.01kg,q=2.5×10-4C,滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,设装置处于真空环境中。
(1)若滑块到达圆轨道D点时的速度v=2m/s,求滑块在D点处时受到的弹力大小和通过B点时的速度大小;
(2)若v0=5m/s,为使滑块能到达圆轨道最高点D处,且离开圆轨道后落在水平轨道BC上,求A、B两点间电势差UAB应满足的条件。
德优题库
共享时间:2023-07-29 难度:2 相似度:1.5
161514. (2023•西工大附中•高一下期末) 如图所示,水平绝缘直轨道AC由光滑段AB与粗糙段BC组成,它与竖直光滑半圆轨道CD在C点处平滑连接,其中AB处于电场区内。一带电量为+q、质量为m的可视为质点的滑块从A处以水平初速度v0进入电场区沿轨道运动,从B点离开电场区继续沿轨道BC运动,最后从圆轨道最高点D处水平飞离。已知:轨道BC长l=1m,圆半径R=0.1m,m=0.01kg,q=2.5×10-4C,滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,设装置处于真空环境中。
(1)若滑块到达圆轨道D点时的速度v=2m/s,求滑块在D点处时受到的弹力大小和通过B点时的速度大小;
(2)若v0=5m/s,为使滑块能到达圆轨道最高点D处,且离开圆轨道后落在水平轨道BC上,求A、B两点间电势差UAB应满足的条件。
德优题库
共享时间:2023-07-01 难度:2 相似度:1.5
162135. (2024•莲湖区•高二上期中) 德优题库如图所示,竖直放置的半圆形绝缘光滑轨道半径R=40cm,下端与绝缘粗糙的水平面平滑连接,小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,AB间距离S=1.2m。整个装置处于方向竖直向下,大小为E=103V/m的匀强电场中,一质量为m=10g、带电量为q=+10-4C的小物块(可视为质点),从水平面上的A点以初速度v0水平向左运动,沿半圆形轨道恰好能通过最高点C,取g=10m/s2,试求:
(1)小物块从C点抛出后落地点与B点间的水平距离;
(2)v0的大小和过B点时轨道对小物块的支持力大小;
共享时间:2024-11-18 难度:2 相似度:1.5

dygzwlyn

2023-10-12

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