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162502. (2023•交大附中•高二上期中) 如图所示,有一半径为R=1m的圆形区域,O为圆心,AC为直径,三角形ABC为圆内接三角形。∠A为60°有面积足够大平行于圆面的匀强电场。已知场强E=100V/m,A点电势为50V,B点电势为0,C点电势低于B点电势。电子电荷量大小为e=1.6×10﹣19C,电子重力不计。求:
(1)匀强电场的方向;
(2)C点的电势(可用根号表示);
(3)若将一电子以某一初速度从C点飞出,电子经过圆形区域边界时可能获得的最大动能增量(可用根号及含eV单位的数值表示)。
共享时间:2023-11-15 难度:4
[考点]
动能定理的简单应用,电场力做功的计算及其特点,电势的定义、单位和物理意义及用定义式计算电势,匀强电场中电势差与电场强度的关系,
[答案]
(1)匀强电场的方向与AB夹角为θ=30°,如解析图所示;
(2)C点的电势为﹣50V;
(3)电子经过圆形区域边界时可能获得的最大动能增量为(100+50)eV。
[解析]
解:(1)根据场强与电势差的关系UAB=EdAB,可得dABm
以A点为圆心以m为半径作圆,过B点作该圆的切线2条,是可能的B点电势等势线,如图1所示:

图1
根据题意C点电势低于B点电势,判断大圆外的切线不符合,舍去。故BO线为B点电势的等势线,过A点作此等势线的垂线,即为一条电场线,根据几何关系可知电场线与AB夹角为θ=30°,方向由高电势指向低电势,如图2所示:

图2
(2)根据几何关系易知,A到C点的电场线方向距离为dACm
AC间电势差UAC=EdAC=100×V=100V
UAC=φA﹣φC
解得:φC=﹣50V
(3)由图可知M点电势最高,UCM=EdCM=﹣100×(1+) V
电子从C到M电场力做功最多,电子动能增加最多ΔEk=W=eUMC
代入数据解得:ΔEk=(100+50)eV
答:(1)匀强电场的方向与AB夹角为θ=30°,如解析图所示;
(2)C点的电势为﹣50V;
(3)电子经过圆形区域边界时可能获得的最大动能增量为(100+50)eV。
[点评]
本题考查了"动能定理的简单应用,电场力做功的计算及其特点,电势的定义、单位和物理意义及用定义式计算电势,匀强电场中电势差与电场强度的关系,",属于"综合题",熟悉题型是解题的关键。
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162713. (2023•铁一中学•高一下期中) 德优题库冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目,比赛场地示意图如图所示。比赛时,运动员脚蹬起蹬器,身体成跪式手推冰壶从本垒圆心O向前滑行,至前卫线时放开冰壶使其沿直线OO′滑向营垒圆心O′,为使冰壶能在冰面上滑的更远,运动员可用毛刷刷冰面以减小冰壶与冰面间的动摩擦因数。已知O点到前卫线的距离d=4m,O、O′之间的距离L=30.0m,冰壶的质量为20kg,冰壶与冰面间的动摩擦因数μ1=0.008,用毛刷刷过冰面后动摩擦因数减小到μ2=0.004,营垒的半径R=1m,g取10m/s2
(1)若不刷冰面,要使冰壶恰好滑到O′点,运动员对冰壶的推力多大?
(2)若运动员对冰壶的推力为10N,要使冰壶滑到营垒内,用毛刷刷冰面的距离是多少?
共享时间:2023-05-10 难度:1 相似度:1.25
163134. (2021•长安区一中•高二上期中) 德优题库如图所示,在离地高度为H的水平桌面上,一个质量为m的物体被人斜向上抛出,它到达地面时的速度大小为v,不计空气阻力,求:
(1)物体运动至水平桌面下h处的A点时,所具有的动能是多大;
(2)人对该物体做的功是多少?
共享时间:2021-11-12 难度:1 相似度:1.25
160508. (2017•师大附中•二模) 如图,空间存一竖直向下沿x轴方向的静电场,电场的场强大小按E=kx分布(x是轴上某点到O点的距离),k=.x轴上,有一长为L的绝缘细线连接A、B两个小球,两球质量均为m,B球带负电,带电量为q,A球距O点的距离为L.两球现处于静止状态,不计两球之间的静电力作用。
(1)求A球的带电量qA
(2)剪断细线后,求B球的最大速度vm
共享时间:2017-03-24 难度:3 相似度:1.17
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:1.17
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 相似度:1
161730. (2022•西安一中•高一下期末) 德优题库某游乐场的滑梯可以简化为如图所示竖直面内的ABCD轨道,AB为长L=6m、倾角α=37°的斜轨,BC为水平轨道,CD为半径R=15m、圆心角β=37°的圆弧,轨道AB段粗糙其余各段均光滑。一小孩(可视为质点)从A点以初速度v0=2m/s下滑,沿轨道运动到D点时的速度恰好为零(不计经过B点时的能量损失)。已知该小孩的质量m=30kg,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)该小孩第一次经过圆弧C点时,对圆弧轨道的压力FN
(2)该小孩在轨道AB上运动的总路程s。
共享时间:2022-07-11 难度:2 相似度:0.75
160748. (2019•高新一中•四模) 美国物理学家密立根早在1911年以著名的油滴实验,推断自然界存在基本电荷,并测得了基本电荷的电荷量,其实验过程如下:水平放置的两平行绝缘金属板间距为d,在上极板的中间开一小孔,使质量为m的微小带电油滴从这个小孔落到极板中,忽略空气浮力,当极板上没加电压时,由于空气阻力大小与速度大小成正比(设比例系数为k,且k>0),经过一段时间后即可观察到油滴以恒定的速度υ1在空气中缓慢降落.
①极板上加电压U时可见到油滴以恒定的速率υ2缓慢上升,试求油滴所带电荷量q(用d,U,k,υ1,υ2等已知量表示)
②在极板上不加电压时,油滴在极板内以恒定的速率υ1下降时,移动某一定值的竖直距离所需时间为t1,加了电压U后以恒定速率υ2上升同一竖直距离所需时间为t2,然后又把电压撤除,使所考察的油滴又降落,并在极板内照射X射线以改变它的带电荷量,再在极板上加上同样的电压U,重复上述操作,测定油滴上升及下降的时间,即可发现()始终是0.00535s﹣1的整数倍,由此可断定:一定存在基本电荷(最小单元电荷),若已知d=2×10﹣2m,m=3.2×10﹣16kg,t1=11.9s,U=25V,取g=9.8m/s2,试计算基本电荷的带电荷量?
共享时间:2019-04-24 难度:2 相似度:0.75
161317. (2023•师大附中•高二上期末) 几个小朋友蹲在地面上玩“抓石子”游戏。从地面以v1的速率竖直向上抛出一颗小石子,由于空气阻力影响,小石子落回地面时的速率变为v2,已知重力加速度为g,试完成下列问题:
(1)该过程中克服空气阻力做功;
(2)若空气阻力的大小与小球速率成正比,则:
①在给定的坐标系中尽可能准确地画出小石子运动的速度一时间图象;
②小球从抛出到落回地面所经历的总时间为多少?
德优题库
共享时间:2023-02-18 难度:2 相似度:0.75
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:0.75
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:0.75
161685. (2023•高新一中•高一下期末) 德优题库如图所示,平行板电容器的两个极板A、B分别接在恒压电源正、负两级上,电源电压为U=60V,电容器的电容为C=3×10-9F,两极板间距为d=3cm,P点到B板的垂直距离为d1=1cm,B极板接地。求:
(1)平行板电容器极板上所带的电荷量Q;
(2)P点处的电势φP
共享时间:2023-07-11 难度:2 相似度:0.75
161687. (2023•高新一中•高一下期末) 如图甲所示,真空中有一电子枪连续不断且均匀的发出质量为m、电荷量为e、初速度为零的电子,经电压大小为U1的直线加速电场加速,由小孔穿出加速电场后,沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板A、B间的中线射入偏转电场。A、B两板距离为d、板长均为L,两板间加周期性变化的电势差UAB,UAB随时间变化的关系图像如图乙所示,变化周期为1,t=0时刻,UAB=U0,不计电子的重力和电子间的相互作用力,不考虑电场的边缘效应,且所有电子都能离开偏转电场,求:

(1)电子从加速电场U1飞出后的水平速度v0的大小;
(2)t=时射入偏转电场的电子离开偏转电场时距两板间中线的距离y。
共享时间:2023-07-11 难度:2 相似度:0.75
161688. (2023•高新一中•高一下期末) 德优题库如图所示,质量mB=3.5kg的物体B通过一轻弹簧固连在地面上,弹簧的劲度系数k=100N/m.一轻绳一端与物体B连接,另一端绕过两个光滑的轻质小定滑轮O2、O1后与套在光滑直杆顶端的、质量mA=1.6kg的小球A连接.已知直杆固定,杆长L为0.8m,且与水平面的夹角θ=37°,初始时使小球A静止不动,与A相连的绳子保持水平,此时绳子中的张力F为45N.已知AO1=0.5m,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,轻绳不可伸长,现将小球A由静止释放。
(1)求释放小球A之前弹簧的形变量;
(2)若直线CO1与杆垂直,求小球A运动到C点的过程中绳子拉力对小球A所做的功;
(3)求小球A运动到直杆底端D点时的速度大小。
共享时间:2023-07-11 难度:2 相似度:0.75
162041. (2024•师大附中•高二上期中) 德优题库如图所示,小球A的质量为m、B的质量为2m,两球均带正电荷,B的带电量是A的4倍,用长均为L的a、b绝缘细线悬挂于O点,两小球均处于静止状态,细线b中的拉力是细绳a中的拉力的2倍,已知重力加速度大小为g,静电力常量为k,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:
(1)小球A的带电量q;
(2)若给小球A、B同时施加方向相反、大小始终相等的水平拉力,且两力从0开始缓慢增大,此过程两小球电荷量保持不变。求细线b与竖直方向的夹角从0°缓慢增加到53°的过程中两个拉力所做的总功W。
共享时间:2024-11-13 难度:2 相似度:0.75
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:0.75

dygzwlyn

2023-11-15

高中物理 | 高二上 | 计算题

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