高考物理高频考点《向心力与向心加速度》高频考点特训(2020年必看版)(九)

时间:2020-08-09 22:46:08

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1、简答题  在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示.第二象限内有一水平向右的匀强电场,场强为E1.坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场,电场方向竖直向上,场强E2=

E1
2
,匀强磁场方向垂直纸面.处在第三象限的某种发射装置(图中没有画出)竖直向上射出一个比荷
q
m
=102C/kg的带正电的微粒(可视为质点),该微粒以v0=4m/s的速度从-x上的A点进入第二象限,并以v1=8m/s速度从+y上的C点沿水平方向进入第一象限.取微粒刚进入第一象限的时刻为0时刻,磁感应强度按图乙所示规律变化(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向),g=10m/s2.试求:
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(1)带电微粒运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1;
(2)+x轴上有一点D,OD=OC,若带电微粒在通过C点后的运动过程中不再越过y轴,要使其恰能沿x轴正方向通过D点,求磁感应强度B0及其磁场的变化周期T0为多少?
(3)要使带电微粒通过C点后的运动过程中不再越过y轴,求交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积B0?T0应满足的关系?


参考答案:
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(1)将粒子在第二象限内的运动分解为水平方向和竖直方向,在竖直方向上做竖直上抛运动,在水平方向上做匀加速直线运动.
t=v0g=0.4s.
h=v02t=0.8m.
ax=v1t=2g,
则qE1=2mg,解得E1=0.2N/C.
(2)qE2=mg,所以带电的粒子在第一象限将做匀速圆周运动,设粒子运动圆轨道半径为R,周期为T,则qv1B0=mv12R可得R=0.08B0.
使粒子从C点运动到D点,则有:h=(2n)R=(2n)0.08B0.
解得:B0=0.2n(T)(n=1,2,3…).
T=2πmqB0.
T02=T4,
T0=T2=πmqB0=π20n(s)?(n=1,2,3…).
(3)当交变磁场周期取最大值而粒子不再越过y轴时可作如图运动情形:
由图可知θ=5π6
T0≤56T=5π300B0.
B0T0≤π60(kg/C).
答:(1)带电微粒运动到C点的纵坐标值h为0.8m.电场强度E1为0.2N/C.
(2)磁感应强度B0为B0=0.2n(T)(n=1,2,3…).磁场的变化周期T0为T0=T2=πmqB0=π20n(s)?(n=1,2,3…).
(3)交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积B0 T0应满足B0T0≤π60(kg/C).


本题解析:


本题难度:一般



2、选择题  如图所示,在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上,有两个质量相等的小物块A和B,它们分别紧贴漏斗的内壁,在不同的水平面上做匀速圆周运动.则以下叙述正确的是(  )
A.物块A的线速度大于物块B的线速度
B.物块A的角速度大于物块B的角速度
C.物块A对漏斗内壁的压力大于物块B对漏斗内壁的压力
D.物块A的周期大于物块B的周期
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参考答案:
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对A、B两球进行受力分析,两球均只受重力和漏斗给的支持力FN.如图所示.
设内壁与水平面的夹角为θ.
根据牛顿第二定律有:mgtanθ=mv2r
则v=


本题解析:


本题难度:一般



3、选择题  水平转动的圆盘上有质量相同的A、B两个物体,A、B到转动中心O 的距离分别为R、2R,A、B两个物体通过一根不可伸长的轻绳相连,且绳子刚好伸直。(A、B两个物体可以看成质点,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)在圆盘的转速从0开始逐渐增大到最终A、B相对于圆盘出现滑动的过程中,下列说法正确的是(?)

A. A物体所受到的摩擦力逐渐增大
B. B物体所受到的摩擦力逐渐增大
C. 绳子上的拉力逐渐增大
D. 如果 A、B没有绳子相连,在转速增大过程中,B首先相对滑动


参考答案:AD


本题解析:水平转动的圆盘上的两物体,角速度相等,根据向心力公式,半径越大,需要的向心力越大,所B先达到最大静摩擦力,然后通过绳子对A物体有拉力作用,此后B摩擦力保持不变,而A的摩擦力先逐渐减小,后反方向逐渐变大,直到最终A、B相对于圆盘出现滑动,从以上可以得出,如果A、B没有绳子相连,当转速增大到一定程度,则B首先相对滑动,AD正确。


本题难度:简单



4、选择题  如图所示,有一质量为M的大圆环,半径为R,被一轻杆固定后悬挂在O点,有两个质量为m的小环(可视为质点),同时从大环两侧的对称位置由静止滑下。两小环同时滑到大环底部时,速度都为v,则此时大环对轻杆的拉力大小为

[? ]
A.(2m+2M)g
B.Mg-2mv2/R
C.2m(g+v2/R)+Mg
D.2m(v2/R-g)+Mg


参考答案:C


本题解析:


本题难度:一般



5、填空题  水平转盘上放有一块小木块,当转速为60 r/min 时,木块离轴8cm ,并恰好与转盘间无相对滑动;当转速增加到120r/min时,木块应放在离轴___cm处才能刚好与转盘保持相对静止.


参考答案:2


本题解析:


本题难度:简单




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