18．如圖所示的裝置是在豎直平面內(nèi)放置光滑的絕緣軌道，處于水平向右的勻強(qiáng)電場中，一帶負(fù)電荷的小球從高h(yuǎn)的A處靜止開始下滑，沿軌道ABC運(yùn)動(dòng)后進(jìn)入圓環(huán)內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)．已知小球所受到電場力是其重力的$\frac{3}{4}$，圓環(huán)半徑為R，斜面傾角為θ=53°，SBC=2R．若使小球在圓環(huán)內(nèi)恰好能作完整的圓周運(yùn)動(dòng)，高度h的為（　�。�
A．2RB．4RC．10RD．17R

分析 將重力和電場力等效為一個(gè)力F，小球若能通過等效重力場的最高點(diǎn)即能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)向心力公式求出等效的最高點(diǎn)的速度，再運(yùn)用動(dòng)能定理即可求出釋放點(diǎn)的高度h

解答 解：小球所受的重力和電場力都為恒力，故可將兩力等效為一個(gè)力F，如圖所示

可知F=1.25mg，方向與豎直方向左偏下37°，從圖中可知，能否作完整的圓周運(yùn)動(dòng)的臨界點(diǎn)是能否通過D點(diǎn)，若恰好能通過D點(diǎn)，即達(dá)到D點(diǎn)時(shí)球與環(huán)的彈力恰好為零
由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)得：$F=m\frac{{v}_{D}^{2}}{R}$
即：$1.25mg=m\frac{{v}_{D}^{2}}{R}$①
由動(dòng)能定理有：$mg（h-R-Rcos37°）-\frac{3}{4}mg$×$（hcotθ+2R+Rsin37°）=\frac{1}{2}m{v}_{D}^{2}$②
聯(lián)立①、②可求出此時(shí)的高度h=10R，故C正確，ABD錯(cuò)誤；
故選：C

點(diǎn)評(píng) 本題考查復(fù)合場中圓周運(yùn)動(dòng)的臨界狀態(tài)和動(dòng)能定理的應(yīng)用，注意在復(fù)合場中找到等效最高點(diǎn)，而不是重力場中的最高點(diǎn)．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

7．如圖所示，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿兩個(gè)半徑為R的半圓弧由A運(yùn)動(dòng)到C，規(guī)定向右方向?yàn)檎较颍诖诉^程中，它的位移大小是4R和路程為2πR．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

9．如圖所示，單匝正方形線圈在外力作用下以速度υ向右勻速進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，第二次又以速度2υ勻速進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場．第二次進(jìn)入磁場與第一次進(jìn)入比較（　�。�
A．回路的電流I2：I1=2：1B．外力的功率P2：P1=4：1
C．產(chǎn)生的熱量Q2：Q1=4：1D．回路中流過的電量q2：q1=2：1

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．如圖（甲）所示，一物塊放在粗糙的水平面上，從t=0時(shí)刻開始，以一定的初速度向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在物塊上加一斜向右上的恒力F的作用，F(xiàn)與水平方向的夾角θ=37°物塊的質(zhì)量為2kg，物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．物塊向左運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖（乙）所示．（已知cos37°=0.8．sin37°=0.6，g取10m/s2）．求；

（1）拉力F的大小；
（2）物塊再回到t=0時(shí)刻的位置時(shí)的速度v1大��；
（3）若在t=0.5s時(shí)拉力的方向不變，大小改變．要使物塊再回到t=0時(shí)刻的位置時(shí)速度大小和t=0時(shí)刻的速度大小相等，則拉力F′應(yīng)變?yōu)槎嗌伲浚ńY(jié)果保留兩位小數(shù)）

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

13．如圖所示，在傾角θ=37°的絕緣斜面所在空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E=4.0×103N/C，在斜面底端有一與斜面垂直的彈性絕緣擋板．質(zhì)量m=0.20kg的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開始滑下，滑到斜面底端與擋板相碰后以碰前的速率彈回．已知斜面的高度h=0.24m，滑塊數(shù)與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.30，滑塊帶負(fù)電荷q=-5.0×10-4C．重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80．求
（1）滑塊下滑時(shí)的加速度；
（2）滑塊從斜面最高點(diǎn)下滑到斜面底端時(shí)的速度大小；
（3）滑塊停止運(yùn)動(dòng)前電勢(shì)能怎么變化，改變了多少．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

3．2020年第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)將在北京和張家口舉行，花樣滑雪是冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)精彩項(xiàng)目之一，設(shè)一個(gè)質(zhì)量M=50kg的跳臺(tái)花樣滑雪運(yùn)動(dòng)員（可看成質(zhì)點(diǎn)），從靜止開始沿斜面雪道從A點(diǎn)滑下，沿切線從B點(diǎn)進(jìn)入半徑R=15m的光滑豎直冰面圓軌道BPC，通過軌道最高點(diǎn)C水平飛出，經(jīng)t=2s落到斜面雪道上的D點(diǎn)，其速度方向與斜面垂直，斜面與水平面的夾角θ=37°，不計(jì)空氣阻力，取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=10m/s2，（sin37°=0.60，cos37°=0.80）．試求：
（1）運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vC；
（2）運(yùn)動(dòng)員在圓軌道最低點(diǎn)P受到軌道支持力的大小FN．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．關(guān)于電場和電勢(shì)，下列說法正確的是（　�。�
A．在點(diǎn)電荷電場中，沿著電場線方向電勢(shì)逐漸降低，場強(qiáng)也逐漸減小
B．在點(diǎn)電荷電場中，到點(diǎn)電荷的距離相等的點(diǎn)場強(qiáng)相同
C．等量異種電荷的中垂線是一條等勢(shì)線，中點(diǎn)是兩電荷連線上場強(qiáng)最小的點(diǎn)
D．等量同種電荷的連線的中點(diǎn)是中垂線上電勢(shì)最高的點(diǎn)，是場強(qiáng)為零的點(diǎn)

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．如圖所示，在A板附近有一電子由靜止開始向B板運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于電子到達(dá)B板時(shí)的速率，下列解釋正確的是（　�。�
A．兩板間距越大，加速的時(shí)間就越長，則獲得的速率越大
B．兩板間距越小，加速的時(shí)間就越長，則獲得的速度越大
C．獲得的速率大小與兩板間的距離無關(guān)，僅與加速電壓U有關(guān)
D．兩板間距離越小，加速的時(shí)間越短，則獲得的速率越小

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．如圖所示是一輛汽車做直線運(yùn)動(dòng)的X-t圖象，對(duì)線段OA，AB，BC，CD所表示的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（　　）
A．OA段表述的勻速運(yùn)動(dòng)最快，速度大小為15km/h
B．CD段表示的勻速運(yùn)動(dòng)速度大小為30km/h，方向與初始運(yùn)動(dòng)方向相同
C．AB段靜止
D．運(yùn)動(dòng)4 h汽車的位移大小為60 km

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