时间:2017-09-25 07:53:36
1、选择题 如图所示,半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球,现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度v0,若v0大小不同,则小球能够上升到的最大高度(距离底部)也不同.下列说法中正确的是( )
A.如果v0=
gR |
R 2 |
2gR |
R 2 |
3gR |
3R 2 |
5gR |
参考答案:A、如果v0=
本题解析:
本题难度:简单
2、简答题 某同学设想用带电粒子的运动轨迹做出“0”字样,首先,在真空空间的竖直平面内建立xoy坐标系,在x1=-0.1m和x2=0.1m处有两个与y轴平行的竖直界面PQ、MN把空间分成Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ三个区域,在这三个区域中分别存在匀强磁场B3、B2、B1,其大小满足B2=2B3=2B1=0.02T,方向如图所示.在Ⅱ区域中的x轴上、下两侧还分别存在匀强电场E1、E2(图中未画出),忽略所有电、磁场的边缘效应,ABCD是以坐标原点O为中心对称的正方形,其边长a=0.2m.现在界面MN上的A点沿x轴正方向发射一个比荷q/m=1.0×108C/kg的带正电的粒子(其重力不计),粒子恰能沿图中实线运动,途经B、C、D三点后回到A点,做周期性运动,轨迹构成一个“0”字,已知粒子每次穿越Ⅱ区域时均作直线运动.试求:
(1)粒子自A点射出时的速度大小v0;
(2)电场强度E1、E2的大小和方向;
(3)粒子作一次周期性运动所需的时间.
参考答案:(1)带电粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动,直径2R=a,由
? qv0B1=mv20R
得v0=qB1Rm=1×105m/s
(2)带电粒子在区域Ⅱ中做匀速直线运动,电场力与洛伦兹力平衡,由左手定则判断可知洛伦兹力的方向沿y轴正方向,则电场力沿y负方向,电场强度E1也沿y轴负方向.
? 且有? qv0B2=qE1,则得E1=v0B2=2×103N/C.
同理,E2=v0B2=2×103N/C,方向沿y轴正方向.
(3)粒子在区域Ⅱ运动的时间t1=2×av0
在区域Ⅰ和Ⅲ中运动的时间t2=T=2πmqB1
则得粒子作一次周期性运动所需的时间t=t1+t2=2×av0+2πmqB1
代入数据解得,t=(4+2π)×10-6s
答:
(1)粒子自A点射出时的速度大小v0是1×105m/s.
(2)电场强度E1的大小为2×103N/C,方向沿y轴负方向;E2的大小为2×103N/C,方向沿y轴正方向.
(3)粒子作一次周期性运动所需的时间是(4+2π)×10-6s.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图所示,质量为M的物体内有圆形轨道,质量为m的小球在竖直平面内沿圆轨道做无摩擦的圆周运动,A与C两点分别是轨道的最高点和最低点,B、D两点是圆水平直径两端点.小球运动时,物体M在地面静止,则关于M对地面的压力N和地面对M的摩擦力方向,下列说法中正确的是( )
A.小球运动到B点时,N>Mg,摩擦力方向向左
B.小球运动到B点时,N=Mg,摩擦力方向向右
C.小球运动到C点时,N>(M+m)g,M与地面的摩擦力方向不能确定
D.小球运动到D点时,N>(M+m)g,摩擦力方向向左
参考答案:A、小滑块在B点时,需要的向心力向右,所以M对滑块有向右的支持力的作用,对M受力分析可知,地面要对物体有向右的摩擦力的作用,在竖直方向上,由于没有加速度,物体受力平衡,所以物体M对地面的压力N=Mg,所以A错误、B正确.
C、小滑块在C点时,滑块的向心力向上,所以C对物体M的压力要大于C的重力,故M受到的滑块的压力大于mg,那么M对地面的压力就要大于(M+m)g,所以C错误.
D、小滑块在D点和B的受力的类似,由A的分析可知,所以D错误.
故选B.
本题解析:
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,小车的钢丝长L=3m,下面吊着质量为m=2.8×103kg的货物,以速度v=2m/s匀速行驶,小车突然刹车,钢丝绳受到的拉力是多少?
参考答案:3.173×104N
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时,常常要修建凹形桥,也叫“过水路面”。如图所示,汽车通过凹形桥的最低点时
A.车的加速度为零,受力平衡
B.车对桥的压力比汽车的重力大
C.车对桥的压力比汽车的重力小
D.车的速度越大,车对桥面的压力越小
参考答案:B
本题解析:因为汽车通过凹形桥的最低点时,做的是圆周运动所以加速度不为零,不能平衡,选项A错误;在最低点时对汽车 ,得
,所以车对桥的压力比汽车的重力大,且车的速度越大,车对桥面的压力越大。选项B正确。
本题难度:一般