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159476. (2022•长安区一中•高三上一月) 德优题库如图,足够高的绝缘细管竖直固定,细管内壁光滑。有界匀强电场区域的边界垂直于竖直管,上边界固定且距直管上端管口为L,下边界可沿直管调节场区高度,设场区高度为kL(k>0)。质量为m、不带电的绝缘小球a从直管上端管口处由静止释放,之后与静止在电场区域上边界的带电小球b碰撞,小球b的质量为5m、电量为+q。已知a、b的直径略小于管的直径,a、b碰撞时间极短且没有机械能损失,b的电荷不发生转移,重力加速度为g,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)a、b第一次碰撞后的瞬间速度v1、v2
(3)a、b分别在电场区域内和电场区域外发生第二次碰撞对应的k的取值范围。
共享时间:2022-10-20 难度:2
[考点]
动量守恒与能量守恒共同解决实际问题,从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题,
[答案]
(1)电场强度E的大小为
(2)a、b第一次碰撞后的瞬间速度:v1,v2
(3)当k≥时,在电场区域内发生第二次碰撞;
<k<时,在电场区域外发生第二次碰撞。
[解析]
解:(1)设电场的电场强度为E,由题意知,小球b受力平衡,由qE=5mg,
解得:E=
(2)设竖直向下为正方向,a与b发生第一次碰撞前的速度为v0
由机械能守恒定律:mgL=m
得v0
a与b碰撞,由动量守恒定律:mv0=mv1+5mv2
碰撞前后机械能守恒:mm+(5m)
联立解得:v1,v2
(3)a、b发生第一次碰撞后,由(2)的分析发现,a球做竖直上抛运动,b球匀速通过电场区域,之后与a球有相同的加速度向下运动。由于k取不同的值,a、b发生第二次碰撞的位置及时间也不同,a可能在电场区域追上b,也可能在电场外追上b,讨论如下:
 ①若a、b在电场区域内发生第二次碰撞,设第一次碰撞后,经t1时间a追上b。
由两球位移相等,得:v1t1+=v2t1
由b得:v2t1≤kL
解得:k≥
 ②若a、b在电场区域外发生第二次碰撞,设b在电场区域做匀速直线运动的时间为t,则t=
a、b发生第一次碰撞后,经时间t,小球a的速度为:v3=v1+gt
若a在场外追上b,则必须满足:v3>v1
联立解得k>
由①可知k<,所以:<k<
综上所述,当k≥时,在电场区域内发生第二次碰撞;
<k<时,在电场区域外发生第二次碰撞。
答:(1)电场强度E的大小为
(2)a、b第一次碰撞后的瞬间速度:v1,v2
(3)当k≥时,在电场区域内发生第二次碰撞;
<k<时,在电场区域外发生第二次碰撞。
[点评]
本题考查了"动量守恒与能量守恒共同解决实际问题,从能量转化与守恒的角度解决电场中的问题,",属于"必考题",熟悉题型是解题的关键。
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163156. (2021•长安区一中•高二上期中) 如图所示,两平行金属板A、B长L=8cm,两板间距离d=8cm,A板比B板电势高300V,一不计重力的带正电的粒子电荷量q=10﹣10C,质量m=10﹣20kg,沿电场中心线RD垂直电场线飞入电场,初速度v0=2×106m/s,粒子飞出平行板电场后可进入界面MN、PS间的无电场区域。已知两界面MN、PS相距为12cm,D是中心线RD与界面PS的交点。
(1)粒子穿过MN时偏离中心线RD的距离以及速度大小?
(2)粒子到达PS界面时离D点的距离为多少?
(3)设O为RD延长线上的某一点,我们可以在O点固定一负点电荷,使粒子恰好可以绕O点做匀速圆周运动,求在O点固定的负点电荷的电量为多少?(静电力常数k=9.0×109N•m2/C2,保留两位有效数字)
(4)在(3)中粒子的完整运动轨迹如何?最终到达点的位置。
共享时间:2021-11-26 难度:1 相似度:1.5
162187. (2024•西安八十五中•高二上期中) 如图所示,两条相距2L的竖直平行直线AB和CD间的区域里有两个场强大小不等、方向相反的有界匀强电场,其中水平直线MN下方的匀强电场方向竖直向上,MN上方的匀强电场方向竖直向下。在电场左边界AB上宽为L的MQ区域内连续分布着质量为m、电荷量为+q的不计重力的粒子,从某时刻起由M到Q间的带电粒子依次以相同的初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场。已知从Q点射入的粒子通过MN上的P点进入上方匀强电场,后从CD边上的F点水平射出,且F点到N点的距离为。求:
(1)不同位置射入的粒子在电场中飞行的时间t;
(2)MN下方匀强电场的电场强度大小E1
(3)能沿水平方向射出CD的粒子在MQ的射入位置。
共享时间:2024-11-17 难度:1 相似度:1.5
162634. (2022•长安区一中•高二上期中) 德优题库如图所示,有一柔软链条全长为L=1.0m,质量均匀分布,总质量为M=2.0kg.链条均匀带正电,总带电量Q=1.0×10-6C、将链条放在离地足够高的水平绝缘桌面上.空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度的大小E=2.0×107V/m.若桌面与链条之间的动摩擦因数为μ=0.5,链条在桌面上运动时电量保持不变(重力加速度取g=10m/s2).给链条一个向右的初动能,试求:
(1)当桌面下的链条多长时,桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力;
(2)能使链条从桌面上全部滑下所需的最小初动能.
共享时间:2022-11-16 难度:1 相似度:1.5
151824. (2015•西安中学•七模) 光滑水平轨道上有三个木块ABC,质量分别为mA3mmBmCm,开始时BC均静止,A以初速度v0向右运动,AB相撞后分开,B又与C发生碰撞并粘在一起,此后AB间的距离保持不变.求BC碰撞前B的速度大小.

共享时间:2015-06-09 难度:1 相似度:1.5
151809. (2015•西安中学•八模) 如图所示,质量为0.3kg的小球A放在光滑的曲面上,离地面的高度0.2m,小球B静止在水平地面上,B离竖直墙的距离是PQ3.5mA静止释放,与B发生弹性碰撞,B与墙碰撞无机械能损失,也不计B与墙碰撞时间,在离墙2.5m处两球发生第二次碰撞,重力加速度g10m/s2,求:
小球B的质量;
两球第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔.

共享时间:2015-06-13 难度:1 相似度:1.5
162922. (2021•西安一中•高三上期中) 德优题库如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD段为半径R=0.2m的半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103 V/m。一不带电的绝缘小球甲,以速度v0沿水平轨道向右运动,与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10-2kg,乙所带电荷量q=2.0×10-5C,g取10m/s2.(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移)
(1)甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离;
(2)在满足(1)的条件下。求甲的速度v0
(3)若甲仍以速度v0向右运动,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围。
共享时间:2021-11-23 难度:5 相似度:1.4
162653. (2022•高新一中•高二上期中) 如图所示,半径均为R、质量均为M、内表面光滑的两个完全相同的圆槽A和B并排放在光滑的水平面上,图中a、c分别为A、B槽的最高点,b、b'分别为A、B槽的最低点,A槽的左端紧靠着竖直墙壁,一个质量为m的小球C从圆槽A顶端的a点无初速度释放,重力加速度为g,求:
(1)小球C从a点运动到b点时的速度大小及A槽对地面的压力大小;
(2)小球C在B槽内运动所能达到的最大高度。
共享时间:2022-11-30 难度:2 相似度:1
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
162463. (2023•高新一中•高二上期中) 如图所示,倾角为θ=30°的斜面固定在水平地面上,物块A的质量为M=3kg,静止在斜面上,距斜面底端为s=4m,物块B的质量为m=1kg,在斜面上距物块A上方l=2.5m的位置由静止释放,两物块均可看作质点,物块碰撞时无机械能损失,两物块由不同材料制成,A与斜面之间的动摩擦因数μ=,B与斜面间的摩擦忽略不计,重力加速度大小g=10m/s2,求:
(1)发生第一次碰撞后物块A的速度vA1和物块B的速度vB1
(2)两物块第一次碰撞与第二次碰撞之间的时间t;
(3)物块A到达斜面底端的过程中,两物块发生碰撞的总次数n。
共享时间:2023-11-11 难度:2 相似度:1
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
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
162044. (2024•师大附中•高二上期中) 如图甲所示,电子枪连续不断均匀地发出电子(设电子的初速度为零),经加速电压为U1的加速电场加速后由小孔穿出,沿两个距离为d的水平金属板A、B间的中线射入偏转电场,A、B两板间加如图乙所示的周期性变化的电压UAB,电压变化周期为T,正半周UAB为U0,负半周UAB为﹣3U0。已知电子质量为m、电荷量为﹣e,A、B极板长为,所有电子都能离开偏转电场,不计电子的重力及电子间的相互作用力。求:
(1)电子经过偏转电场的时间t;
(2)从t=0时刻射入偏转电场的电子在进、出偏转电场过程中电势能的变化量ΔEp
(3)在足够长的时间内从中线下方离开偏转电场的电子数占电子总数的比例η。
共享时间:2024-11-13 难度:2 相似度:1
161729. (2022•西安一中•高一下期末) 德优题库光滑的水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,质量为m=0.1kg物块将弹簧缓慢压缩,当弹簧的弹性势能为3.2J时将物体锁定,解除锁定后物块滑上质量为m=0.1kg的小车,再滑上固定在竖直平面内半径r=0.1m的光滑半圆形轨道,最后从N点飞出,水平桌面、车的上表面和轨道最低点高度都相同,小车与半圆轨道碰撞后不动,物块与车上表面间动摩擦因数μ=0.5,小车与水平地面的摩擦力不计,车碰到圆轨道后立即停止运动.g=10m/s2.求:
(1)物体滑上小车时的速度;
(2)物体滑上M点时对半圆轨道的最小压力;
(3)小车长度.
共享时间:2022-07-11 难度:2 相似度:1
161353. (2023•西安中学•高三上期末) 如图,左右无限长的光滑水平地面上有2022个大小相同的小球排成一排,相邻小球间的间距均为L,将其从左到右依次编号。1号小球质量为m,2~2022号小球质量均为km(k为比例系数)。用一根不可伸长的轻绳拴接于1号小球,上端拴接于固定结点处,拴好后轻绳刚好竖直伸直。在轻绳旁边固定一电热丝,通电时可将轻绳瞬间烧断。将1号小球向左上方提起H高度,此时轻绳伸直,与竖直方向的夹角为θ,所有小球仍在同一竖直面内,将电热丝通电后再由静止释放1号小球。所有小球之间的碰撞均为弹性正碰,重力加速度为g,不计空气阻力,忽略轻绳烧断后对小球运动的影响。
(1)求1号小球与2号小球第一次碰撞中给2号小球的冲量大小以及对2号小球做的功;
(2)1、2号小球间第一次碰撞后立即给1号小球施加水平向右的恒定外力F(图中未画出),使1号小球每次碰撞前瞬间的速度都相等,直到所有小球速度第一次相等时撤去外力,求外力F的大小以及最终1号和2022号小球间的距离(小球大小忽略不计)。
德优题库
共享时间:2023-02-27 难度:2 相似度:1
151757. (2015•西工大附中•三模) 两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为2kg,最初,A、B两物块均以v=6m/s的速度在光滑水平面上向右匀速运动,质量4kg的物块C静止在A、B的正前方,其情景如图所示。B与C碰撞后二者会粘在一起运动。求在此后的运动中弹簧的最大弹性势能。
德优题库
共享时间:2015-04-08 难度:2 相似度:1

dygzwlyn

2022-10-20

高中物理 | 高三上 | 计算题

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