當(dāng)前位置： 2021-2022學(xué)年黑龍江省哈爾濱九中高二（上）開學(xué)物理試卷> 試題詳情

在光滑絕緣水平面上放置一質(zhì)量m=0.2kg、電荷量q=10^-5C的小球，小球系在長L=0.5m的絕緣細(xì)線上，線的另一端固定在O點(diǎn)，整個(gè)裝置放置于E=2×10⁶N/C的勻強(qiáng)電場中，電場方向與水平面平行且沿OA方向，如圖所示（此圖為俯視圖）。現(xiàn)給小球一初速度使其繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)細(xì)線的拉力F=140N，小球可視為質(zhì)點(diǎn)。求：
（1）小球運(yùn)動(dòng)過程中的最大動(dòng)能。
（2）若小球運(yùn)動(dòng)到動(dòng)能最小位置時(shí)細(xì)線被剪斷，則小球經(jīng)過多長時(shí)間其動(dòng)能變?yōu)樽钚?dòng)能的2倍？
（3）當(dāng)某次小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，電場方向突然反向但場強(qiáng)大小不變，若細(xì)線能承受的最大拉力F_max=160N，求繩斷時(shí)小球轉(zhuǎn)過的角度和此時(shí)小球速度的大小。

【考點(diǎn)】從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題；動(dòng)能定理的簡單應(yīng)用；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題．

【答案】見試題解答內(nèi)容

【解答】

【點(diǎn)評】

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發(fā)布：2024/8/1 8:0:9組卷：9引用：1難度：0.5

相似題

1．自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度可視為零、不計(jì)質(zhì)子間的作用），經(jīng)一加速電壓為U直線加速器加速，形成電流強(qiáng)度恒為I的細(xì)柱形質(zhì)子流。假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，解題過程中所需物理量自行假設(shè)，用約定俗成的符號表示。
①若質(zhì)子打到靶上均被吸收，質(zhì)子動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為靶的內(nèi)能，單位時(shí)間內(nèi)打到靶上的動(dòng)能即為發(fā)熱功率P，由此求P的表達(dá)式；
②假設(shè)質(zhì)子在質(zhì)子源與靶之間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,試用“微元法”思想探究在質(zhì)子源與靶之間所有質(zhì)子總動(dòng)能的表達(dá)式。（1²+2²+……+n²=n（n+1）
2
n
+
1
6
）
發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：61引用：1難度：0.4
解析
2．如圖，ABD為豎直平面內(nèi)的絕緣軌道，其中AB段是長為s=1.25的粗糙水平面，其動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1，BD段為半徑R=0.2m的光滑半圓，兩段軌道相切于B點(diǎn)，整個(gè)軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小E=5.0×10³V/m。一帶負(fù)電小球以速度v₀沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)，接著進(jìn)入半圓軌道后，恰能通過最高點(diǎn)D點(diǎn)。已知小球的質(zhì)量為m=2.0×10^-2kg,所帶電荷量q=2.0×10^-5C，g=10m/s²．（水平軌道足夠長，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程無電荷轉(zhuǎn)移）
（1）小球能通過軌道最高點(diǎn)D時(shí)的速度大??；
（2）帶電小球在從D點(diǎn)飛出后，首次落到水平軌道上時(shí)的位移大小；
（3）小球的初速度v₀。
發(fā)布：2024/10/31 20:30:2組卷：971引用：9難度：0.1
解析
3．如圖所示，在場強(qiáng)大小為E、方向豎直向上的勻強(qiáng)電場內(nèi)取一個(gè)半徑為R的圓周，圓周所在平面平行于電場方向，O點(diǎn)為該圓周的圓心，A點(diǎn)是圓周上的最低點(diǎn)，B點(diǎn)是圓周上最右側(cè)的點(diǎn)。在A點(diǎn)有放射源，在圓周所在的平面內(nèi)沿著垂直電場向右的方向釋放出相同的正粒子，這些粒子從A點(diǎn)發(fā)出時(shí)的初速度大小各不相同，已知粒子的質(zhì)量為m,電量為q,不計(jì)重力。試求：
（1）某一粒子運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過圓周上的B點(diǎn)，求該粒子從A點(diǎn)發(fā)出時(shí)的初速度大小。
（2）取圓周上的C點(diǎn)，使OC連線與OA夾角為θ，試求出粒子經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能表達(dá)式。
（3）若第（2）問中的C點(diǎn)位置滿足θ=60°，則從BC之間穿過圓周的這些粒子中經(jīng)過圓周時(shí)所獲得的最大動(dòng)能和最小動(dòng)能分別是多少？
發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：15引用：1難度：0.6
解析

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