高中物理知识点大全《向心力与向心加速度》试题特训(2017年最新版)(四)

时间:2017-03-02 11:13:05

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1、选择题  以下说法中正确的是(  )
A.在光滑的水平冰面上,遥控玩具小汽车可以转弯
B.火车转弯速率大于规定的数值时,内轨将会受压力作用
C.汽车通过凹形桥时,凹形桥的半径越小或车速越高,车胎越易爆
D.汽车通过凸形桥时,汽车对路面的压力大小不断发生变化,总是小于汽车所受重力


参考答案:A、物体在水平面上做圆周运动时,静摩擦力提供其向心力,因此在光滑的水平面上不可能完成转弯运动,故A错误;
B、火车按规定速率转弯时,内、外轨对车轮皆无侧压力,由火车的重力和铁轨的支持力的合力提供向心力,当火车速度大于v时,火车所受的重力及轨道面的支持力提供的向心力小于所需要的向心力,则不足的部分由外轨轮缘向内的侧压力来提供,则车轮轮缘会挤压外轨,故B错误;
C、当汽车通过凹形桥的最低点时,设所受支持力为F,则根据向心力公式有:F-mg=mv2r,得:F=mg+mv2r由此可知,凹形桥的半径越小或车速越高,车所受支持力越大,因此越容易爆胎,故C正确.
D、汽车过凸形路面时重力与支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律列出表达式来分析判断压力与重力的关系,据此有:G1-F=mv2r,其中G1是重力沿半径向里的分力,F是汽车所受桥的支持力,故支持力小于汽车重力,根据牛顿第三定律可知支持力大小等于汽车对桥面的压力大小,汽车对路面的压力大小不断发生变化,总是小于汽车所受重力,故D正确.
故选CD.


本题解析:


本题难度:一般



2、简答题  如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,偏转电压为U2=100V,接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域.已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d=17.3cm,带电微粒的重力略不计.求:
(l)带电微粒进入偏转电场时的速率v1;
(2)带电微粒射出偏转电场时的速度偏转角θ;
(3)为使带电微粒不会从磁场右边界射出,该匀强磁场的磁应强度的最小值B.91考试网


参考答案:
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解(1)带电微粒经加速电场加速后速度为v1,
根据动能定理U1q=12mv21
v1=


本题解析:


本题难度:一般



3、计算题  如图甲所示,双人花样滑冰的物理学原理类似于图乙所示的物理模型.在圆盘的正中心放置一方形底座,底座中央插一轻直杆,杆上P点系一轻绳,绳的另一端系一小球.小球质量为m,底座和杆的总质量为M,底座和圆盘的动摩擦因数为μ, 最大静摩擦力等于滑动摩擦力,P点到盘心的竖直距离为h,重力加速度取g,绳长大于杆长h,转动过程中底座与杆不会翻倒.
(1)待小球随圆盘稳定转动后,发现小球对圆盘刚好无挤压,则此时圆盘匀速转动的周期T0为多大?
(2)将圆盘转动的周期调到T0/2,待小球随圆盘稳定转动后,底座刚好不打滑,则此时小球的旋转半径 r为多大?



参考答案:解:(1)此时绳子拉力与小球重力的合力提供向心力,由几何关系得:F合=mgtanθ.
由牛顿第二定律得:F合=
联立解得:
(2)此时小球已脱离圆盘,从整体看方形底座受到的最大静摩擦力提供小球做圆周运动的向心力,由牛顿第二定律得
解得


本题解析:


本题难度:困难



4、选择题  如图所示,一半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一质量为m,电荷量为q的正电荷(重力忽略不计)以速度v沿正对着圆心O的方向射入磁场,从磁场中射出时速度方向改变了θ角.磁场的磁感应强度大小为(  )
A.

mv
qRtan
θ
2

B.
mv
qRcot
θ
2

C.
mv
qRsin
θ
2

D.
mv
qRcos
θ
2

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参考答案:
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根据题意作出粒子运动的轨迹如图所示:
从磁场中射出时速度方向改变了θ角,所以粒子做圆周运动的圆心角为θ,
根据几何关系有:r=Rcotθ2
根据Bqv=mv2r得:
B=mvqr=mvqRcotθ2,选项ACD错误,B正确.
故选B


本题解析:


本题难度:一般



5、选择题  如图所示,在一个半径为R的圆形区域内存在着匀强磁场,磁场方向垂直于圆面向里.一个带电粒子从磁场边界的A点以指向圆心O的方向进入磁场区域内,粒子将做圆周运动到达磁场边界的C点,但在粒子经过D点时,恰好与一个原来静止在该点的不带电的粒子碰撞后结合在一起形成新粒子,关于这个新粒子的运动情况,以下判断正确的是(  )
A.新粒子的运动半径将减小,可能到达F点
B.新粒子的运动半径将增大,可能到达E点
C.新粒子的运动半径将不变,仍然到达C点
D.新粒子在磁场中的运动时间将变长

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参考答案:根据动量守恒定律可知,碰撞后碰撞后动量不变,但质量变大,共同速度变小,带电量不变,则
r=mvBq,其中mv不变,B不变,q不变,所以r不变,故AB错误,C正确;
根据T=2πmBq可知:m变大,B、q不变,所以T变大,而粒子运动的轨迹不变,所以运动时间变长,故D正确.
故选CD


本题解析:


本题难度:一般



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