15.某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽.比賽路徑如圖15所示.賽車從起點A出發(fā).沿水平直線軌道運動L后.由B點進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道.離開豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運動到C點.并能越過壕溝.已知賽車質(zhì)量m=0.1 kg.通電后以額定功率P=1.5 W工作.進(jìn)入豎直軌道前受到阻力恒為0.3 N.隨后在運動中受到的阻力均可不計.圖中L=10.00 m.R=0.32 m.h=1.25 m.x=1.50 m.問:要使賽車完成比賽.電動機至少工作多長時間?(取g=10 m/s2) 圖15 解析:設(shè)賽車越過壕溝需要的最小速度為v1.由平拋運動的規(guī)律x=v1t h=gt2 解得v1=x=3 m/s 設(shè)賽車恰好通過圓軌道.對應(yīng)圓軌道最高點的速度為v2.最低點的速度為v3.由牛頓第二定律及機械能守恒定律 mg=m mv32=mv22+mg(2R) 解得 v3==4 m/s 通過分析比較.賽車要完成比賽.在進(jìn)入圓軌道前的速度最小應(yīng)該是 vmin=4 m/s 設(shè)電動機工作時間至少為t.根據(jù)功能關(guān)系 Pt-FfL=mvmin2 由此可得t=2.53 s. 答案:2.53 s 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(11分)(2009·安徽省六校聯(lián)考)如圖所示,為某種新型設(shè)備內(nèi)部電、磁場分布情況圖.自上而下分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域.區(qū)域Ⅰ寬度為d1,分布有沿紙面向下的勻強電場E1;區(qū)域Ⅱ?qū)挾葹閐2,分布有垂直紙面向里的勻強磁場B1;寬度可調(diào)的區(qū)域Ⅲ中分布有沿紙面向下的勻強電場E2和垂直紙面向里的勻強磁場B2.現(xiàn)在有一群質(zhì)量和帶電荷量均不同的帶正電粒子從區(qū)域Ⅰ上邊緣的注入孔A點被注入,從靜止開始運動,然后相繼進(jìn)入Ⅱ、Ⅲ兩個區(qū)域,滿足一定條件的粒子將回到區(qū)域Ⅰ,其他粒子則從區(qū)域Ⅲ飛出.三區(qū)域都足夠長,粒子的重力不計.
已知能飛回區(qū)域Ⅰ的帶電粒子的質(zhì)量為m=6.4×10-27kg,帶電荷量為q=3.2×10-19C,且d1=10cm,d2=5cm,d3>10cm,E1=E2=40V/m,B1=4×10-3T,B2=2×10-3T.

試求:
(1)該帶電粒子離開區(qū)域Ⅰ時的速度.
(2)該帶電粒子離開區(qū)域Ⅱ時的速度.
(3)該帶電粒子第一次回到區(qū)域Ⅰ的上邊緣時離開A點的距離.

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(11分)(2009·北京模擬)在坐標(biāo)系xOy中,有三個靠在一起的等大的圓形區(qū)域,分別存在著方向如圖所示的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小都為B=0.10T,磁場區(qū)域半徑r=m,三個圓心A、B、C構(gòu)成一個等邊三角形,B、C點都在x軸上,且y軸與圓形區(qū)域C相切,圓形區(qū)域A內(nèi)磁場垂直紙面向里,圓形區(qū)域B、C內(nèi)磁場垂直紙面向外.在直角坐標(biāo)系的第Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)分布著場強E=1.0×105N/C的豎直方向的勻強電場,現(xiàn)有質(zhì)量m=3.2×10-26kg,帶電荷量q=-1.6×10-19C的某種負(fù)離子,從圓形磁場區(qū)域A的左側(cè)邊緣以水平速度v=106m/s沿正對圓心A的方向垂直磁場射入,求:

(1)該離子通過磁場區(qū)域所用的時間.

(2)離子離開磁場區(qū)域的出射點偏離最初入射方向的側(cè)移為多大?(側(cè)移指垂直初速度方向上移動的距離)

(3)若在勻強電場區(qū)域內(nèi)豎直放置一擋板MN,欲使離子打到擋板MN上的偏離最初入射方向的側(cè)移為零,則擋板MN應(yīng)放在何處?勻強電場的方向如何?

 

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(11分)(2009·安徽省六校聯(lián)考)如圖所示,為某種新型設(shè)備內(nèi)部電、磁場分布情況圖.自上而下分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個區(qū)域.區(qū)域Ⅰ寬度為d1,分布有沿紙面向下的勻強電場E1;區(qū)域Ⅱ?qū)挾葹閐2,分布有垂直紙面向里的勻強磁場B1;寬度可調(diào)的區(qū)域Ⅲ中分布有沿紙面向下的勻強電場E2和垂直紙面向里的勻強磁場B2.現(xiàn)在有一群質(zhì)量和帶電荷量均不同的帶正電粒子從區(qū)域Ⅰ上邊緣的注入孔A點被注入,從靜止開始運動,然后相繼進(jìn)入Ⅱ、Ⅲ兩個區(qū)域,滿足一定條件的粒子將回到區(qū)域Ⅰ,其他粒子則從區(qū)域Ⅲ飛出.三區(qū)域都足夠長,粒子的重力不計.

已知能飛回區(qū)域Ⅰ的帶電粒子的質(zhì)量為m=6.4×10-27kg,帶電荷量為q=3.2×10-19C,且d1=10cm,d2=5cm,d3>10cm,E1=E2=40V/m,B1=4×10-3T,B2=2×10-3T.

試求:

(1)該帶電粒子離開區(qū)域Ⅰ時的速度.

(2)該帶電粒子離開區(qū)域Ⅱ時的速度.

(3)該帶電粒子第一次回到區(qū)域Ⅰ的上邊緣時離開A點的距離.

 

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(09年天津市十二區(qū)縣聯(lián)考)(20分)2009年3月1日16時13分10秒,中國自主研制的第一個月球探測器(嫦娥一號)成功實現(xiàn)“受控撞月”,為我國探月一期工程畫上圓滿的句號。

(1)設(shè)探測器的質(zhì)量為m,月球的半徑為R,月球表面的重力加速度為g,“受控撞月”開始前探測器在離月球表面高為h的圓形環(huán)月軌道上正常運行。求它在此軌道上正常運行的

線速度大小;

(2)假設(shè)此次進(jìn)行“受控撞月”開始的過程按圖甲所示進(jìn)行,探測器在A點向前短時間噴氣,減速后的探測器做向心運動沿曲線到達(dá)月球表面附近的B點。設(shè)探測器到達(dá)B點時

速度大小為從A到B的空間范圍內(nèi)的重力加速度大小都近似等于月球表面的重力加

速度,噴出的氣體相對于月球表面的速度大小為,求噴出氣體的質(zhì)量;

(3)為了增加撞擊效果,撞擊前要利用剩余的燃料對探測器進(jìn)行加速,圖乙所示為探測器到達(dá)B點時速度方向的示意圖,為了使探測器能夠沿此方向做加速直線運動,請在圖乙中用由坐標(biāo)原點出發(fā)的有向線段表示出可能的一種發(fā)動機噴氣方向。

    

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【選做題】請從A、B和C三小題中選定兩題作答,如都作答則按B、C兩題評分

A.(選修模塊3—3)(12分)

某學(xué)習(xí)小組做了如下實驗:先把空的燒瓶放入冰箱冷凍,取出燒瓶,并迅速把一個氣球緊套在燒瓶頸上,封閉了一部分氣體,然后將燒瓶放進(jìn)盛滿熱水的燒杯里,氣球逐漸膨脹起來,如圖。

(1)(4分)在氣球膨脹過程中,下列說法正確的是  ▲ 

A.該密閉氣體分子間的作用力增大

B.該密閉氣體組成的系統(tǒng)熵增加

C.該密閉氣體的壓強是由于氣體重力而產(chǎn)生的

D.該密閉氣體的體積是所有氣體分子的體積之和

(2)(4分)若某時刻該密閉氣體的體積為V,密度為ρ,平均摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該密閉氣體的分子個數(shù)為   ▲    ;

(3)(4分)若將該密閉氣體視為理想氣體,氣球逐漸膨脹起來的過程中,氣體對外做了   0.6J的功,同時吸收了0.9J的熱量,則該氣體內(nèi)能變化了  ▲  J;若氣球在膨脹過程中迅速脫離瓶頸,則該氣球內(nèi)氣體的溫度  ▲  (填“升高”或“降低”)。

B.(選修模塊3—4) (12分)

(1)(3分) 下列關(guān)于光和波的說法中,正確的是 ▲ 

A.赫茲預(yù)言了電磁波的存在

B.電磁波和機械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象

C.光的衍射現(xiàn)象能說明光具有粒子性

D.光的偏振說明光波是橫波

(2)(4分) 三種透明介質(zhì)疊放在一起,且相互平行,一束光在Ⅰ和Ⅱ兩介質(zhì)的界面上發(fā)生了全反射后,射向Ⅱ和Ⅲ兩介質(zhì)界面,發(fā)生折射如圖所示,設(shè)光在這三種介質(zhì)中的速率v1、v2、v3,則它們的大小關(guān)系是  ▲ 

A.v1>v2>v3                                     B.v1>v3>v2    C.v1<v2<v3   D.v2>v1>v3

(3)(5分) 如圖所示,某列波在t=0時刻的波形如圖中實線,虛線為t=0.3s(該波的周期T>0.3s)時刻的波形圖。已知t=0時刻質(zhì)點P正在做加速運動,求質(zhì)點P振動的周期和波的傳播速度。

C.(選修模塊3—5)(12分)

(1) (3分)下列說法正確的是  ▲  

A.康普頓效應(yīng)和電子的衍射現(xiàn)象說明粒子的波動性

B.α粒子散射實驗可以用來估算原子核半徑

C.核子結(jié)合成原子核時一定有質(zhì)量虧損,釋放出能量

D.氫原子輻射出一個光子后能量減小,核外電子的運動加速度減小

(2)(4分) 2009年諾貝爾物理學(xué)獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管,其中A為陰極,K為陽級。理想電流計可檢測通過光電管的電流,理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現(xiàn)接通電源,用光子能量為10.5eV的光照射陰極A,電流計中有示數(shù),若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動,電流計的讀數(shù)逐漸減小,當(dāng)滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零,讀出此時電壓有的示數(shù)為6.0V;現(xiàn)保持滑片P位置不變,以下判斷正確的是  ▲ 

A. 光電管陰極材料的逸出功為4.5eV

B. 若增大入射光的強度,電流計的讀數(shù)不為零

C. 若用光子能量為12eV的光照射陰極A,光電子的最大初動能一定變大

D. 若用光子能量為9.5eV的光照射陰極A,同時把滑片P向左移動少許,電流計的讀數(shù)一定不為零

(3) (5分) 靜止的鐳核發(fā)生衰變,釋放出的粒子的動能為E0 ,假設(shè)衰變時能量全部以動能形式釋放出來,求衰變后新核的動能和衰變過程中總的質(zhì)量虧損。

 

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