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10.如圖所示,質(zhì)量為m、半徑為R的圓形光滑絕緣軌道放在水平地面上固定的M、N兩豎直墻壁間,圓形軌道與墻壁間摩擦忽略不計(jì),在軌道所在平面加一豎直向上的場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng).P、Q兩點(diǎn)分別為軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),在P點(diǎn)有一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電的小球,現(xiàn)給小球一初速度v0,使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,則下列說(shuō)法正確的是( �。�
A.小球通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道一定有壓力
B.小球通過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速率一定大于通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速率
C.從P到Q點(diǎn)的過(guò)程中,小球的機(jī)械能增大
D.若mg>qE,要使小球能通過(guò)Q點(diǎn)且保證圓形軌道不脫離地面,速度v0應(yīng)滿足的關(guān)系是:5gR5qERm≤v06gR5qERm

分析 根據(jù)動(dòng)能定理,結(jié)合牛頓第二定律與向心力表達(dá)式,即可求解速度的最小值,再根據(jù)條件:要保證圓形軌道不脫離地面,N′<mg,并結(jié)合牛頓第二定律,來(lái)確定最大速度,從而即可求解.

解答 解:A、通過(guò)受力分析,當(dāng)電場(chǎng)力和重力剛好提供所需向心力時(shí),對(duì)軌道無(wú)壓力,故A錯(cuò)誤;
B、當(dāng)電場(chǎng)力重力時(shí),由動(dòng)能定理可知:2qER-2mgR=12mv2D-12mv2P,得vQ大于vP,故B錯(cuò)誤;
C、從P到Q點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,故機(jī)械能增加,故C正確;
D、當(dāng)電場(chǎng)力大于重力時(shí),由動(dòng)能定理:2qER-2mgR=12mvQ2-12mv02…①
小球恰能通過(guò)Q點(diǎn)時(shí),mg-qE=mv20R…②
聯(lián)立①②解得:v0=5gR5qERm;
所以要使小球能通過(guò)Q點(diǎn)v05gR5qERm
設(shè)小球通過(guò)Q點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)小球的壓力為N,小球?qū)︓壍赖膲毫镹'
由牛頓第三定律的N=N′
要保證圓形軌道不脫離地面,N′<mg;
即N<mg
受力分析,解得:mg-qE+N=mv20R…③
解①③得:v06gR5qERm
所以得:5gR5qERm≤v06gR5qERm,故D正確
故選:CD.

點(diǎn)評(píng) 考查動(dòng)能定理與牛頓第二、三定律的應(yīng)用,掌握誰(shuí)提供向心力是解題的關(guān)鍵,同時(shí)注意力做功的正負(fù).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

20.某同學(xué)要測(cè)定一電的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)電阻r,實(shí)驗(yàn)器材有:一只DIS電流傳感器(可視為理想電流表,測(cè)得的電流用I表示),一只電阻箱(阻值用R表示),一只開關(guān)和若干導(dǎo)線.該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和采集數(shù)據(jù).

①該同學(xué)在閉合開關(guān)之前,應(yīng)先將電阻箱調(diào)到最大值(填“最大值”、“最小值”或“任意值”),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,將電阻箱調(diào)至如圖乙所示位置,則此時(shí)電阻箱接入電路的阻值為21Ω;
②該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)采集到的數(shù)據(jù)作出如圖丙所示1I-R的圖象,則由圖象可求得,該電的電動(dòng)勢(shì)E=6.0V,內(nèi)阻r=2.4Ω(結(jié)果均保留二位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.如圖所示,mA>mB,設(shè)地面對(duì)A的支持力為FN,繩子對(duì)A的拉力為F1,地面對(duì)A的摩擦力為F2,若水平方向用力F拉A,使B勻速上升,則在此過(guò)程中( �。�
A.FN增大,F(xiàn)2增大,F(xiàn)1不變B.FN減小,F(xiàn)2減小,F(xiàn)1不變
C.FN減小,F(xiàn)2減小,F(xiàn)1增大D.FN增大,F(xiàn)2減小,F(xiàn)1增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

18.在人類歷史上,許多科學(xué)家對(duì)物理學(xué)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn),下列表述正確的是( �。�
A.庫(kù)侖最先提出了電荷周圍存在電場(chǎng)的觀點(diǎn),安培最先提出了分子電流假說(shuō)
B.法拉第建立了完整的電磁場(chǎng)理論,赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
C.楞次得出了電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件,光的偏振說(shuō)明了光是一種橫波
D.密立根測(cè)出了電子的電荷量,愛因斯坦創(chuàng)立了相對(duì)論

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.關(guān)于物理概念、現(xiàn)象、規(guī)律的以下描述正確的是( �。�
A.孤立點(diǎn)電荷的等勢(shì)面是以點(diǎn)電荷為中心的同心圓,且靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線不閉合
B.在電磁波接收過(guò)程中,接收回路的固有頻率不等于發(fā)射電磁波的頻率時(shí),接收回路中不會(huì)產(chǎn)生振蕩電流
C.根據(jù)狹義相對(duì)論,地面上的人看到高速運(yùn)行的列車的長(zhǎng)度比靜止時(shí)明顯變長(zhǎng)
D.波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時(shí),觀察者接收到的波的頻率都會(huì)發(fā)生變化

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

15.如圖所示,一個(gè)閉合三角形導(dǎo)線框ABC位于豎直平面內(nèi),其下方(略靠前)固定一根與導(dǎo)線框平面平行的水平直導(dǎo)線,導(dǎo)線中通以圖示方向的恒定電流.釋放導(dǎo)線框,它由實(shí)線位置下落到虛線位置未發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),在此過(guò)程中( �。�
A.導(dǎo)線框中感應(yīng)電流方向依次為ACBA→ABCA→ACBA
B.導(dǎo)線框的磁通量為零時(shí),感應(yīng)電流為零
C.導(dǎo)線框所受安培力的合力方向依次為向上→向下→向上
D.導(dǎo)線框所受安培力的合力為零,做自由落體運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

2.關(guān)于伽利略理想實(shí)驗(yàn),以下說(shuō)法正確的是(  )
A.理想實(shí)驗(yàn)是一種實(shí)踐活動(dòng)
B.理想實(shí)驗(yàn)是一種思維活動(dòng)
C.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)否定了亞里士多德關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
D.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)證實(shí)牛頓第二定律

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

19.回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其主體部分是兩個(gè)D形金屬盒.兩金屬盒處在垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,并分別與高頻交流電源兩極相連接,從而使粒子每次經(jīng)過(guò)兩盒間的狹縫時(shí)都得到加速,如圖所示.現(xiàn)要增大帶電粒子從回旋加速器射出時(shí)的動(dòng)能,下列方法可行的是(  )
A.增加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B.減小狹縫間的距離
C.增大高頻交流電壓D.增大金屬盒的半徑

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

20.如圖所示,圓弧形貨架擺著四個(gè)完全相同的光滑小球,O為圓心.則對(duì)圓弧面的壓力最小的是(  )
A.a球B.b球C.c球D.d球

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同步練習(xí)冊(cè)答案