虛擬班練習題五

2022-12-29 09:24:04 字數 3742 閱讀 4790

1.光滑絕緣細桿與水平面成θ角固定,桿上套有一帶正電的小球,質量為m,帶電荷量為q。為使小球靜止在杆上,可加一勻強電場。所加電場的場強滿足什麼條件時,小球可在杆上保持靜止(  )

a.垂直於杆斜向上,場強大小為

b.豎直向上,場強大小為

c.垂直於杆斜向下,場強大小為

d.水平向右,場強大小為

2.如圖所示,實線表示電場線,虛線表示只受電場力作用的電荷運動軌跡,a、b為運動軌跡上的兩點,可以判定(  )

a.電荷在a點速度大於在b點速度

b.電荷為負電荷

c.電荷在a點的電勢能大於在b點的電勢能

d.a點的電勢低於b點的電勢

3.質量為m、電荷量為q的小球以速度v0從a點豎直向上進入水平向右的勻強電場e,到b點時的速度大小仍為v0,但方向變為水平向右,則小球在運動過程中(  )

a.受到的重力與電場力大小不相等

b.豎直位移與水平位移大小相等

c.運動過程中小球的機械能守恆

d.小球做勻變速曲線運動

4.如圖所示,虛線a、b、c表示o處點電荷的電場中的三個等勢面,設兩相鄰等勢面的間距相等,一電子射入電場後的運動軌跡如圖中實線所示,其中1、2、3、4為運動軌跡與等勢面的一些交點,由此可以判定(  )

a.電子在1、2、3、4四個位置處具有的電勢能與動能的總和一定相等

b.o處的點電荷一定帶正電

c.a、b、c三個等勢面的電勢關係是φa>φb>φc

d.電子從位置1到2和從位置3到4的過程中電場力做功的大小關係是w12=2w34

5.兩個電荷量分別為q和-q的帶電粒子分別以速度va和vb射入勻強磁場,兩粒子的入射方向與磁場邊界的夾角分別為30°和60°,磁場寬度為d,兩粒子同時由a點出發,同時到達b點,如圖6所示,則( )

粒子帶正電,b粒子帶負電

b.兩粒子軌道半徑之比ra∶rb=

c.兩粒子質量之比ma∶mb=1∶2

d.兩粒子的速度之比va∶vb=1∶2

6.在研究性學習中,某同學設計了乙個測定帶電粒子比荷的實驗,其實驗裝置如圖所示。abcd是乙個邊長為l的正方形盒子,在a處和cd邊的中點e處各有乙個小孔,e外有一能顯示粒子從e孔射出的螢光屏m。

盒子內有一方向垂直於abcd平面的勻強磁場,磁感應強度大小為b。粒子源不斷地發射相同的帶電粒子,粒子的初速度可忽略,先讓粒子經過電壓為u的電場加速,然後粒子立即由a孔射入盒內,粒子經磁場偏轉後恰好從e孔射出。不計粒子的重力和粒子之間的相互作用力。

請你根據上述條件求出帶電粒子的比荷q/m。

7.如圖所示,一根光滑絕緣細桿與水平面成α=30°角傾斜固定。細桿的一部分處在場強方向水平向右的勻強電場中,場強e=2×104 n/c。

在細桿上套有乙個帶電荷量為q=-1.73×10-5 c、質量為m=3×10-2 kg的小球。現使小球從細杆的頂端a由靜止開始沿杆滑下,並從b點進入電場,小球在電場中滑至最遠處的c點。

已知a、b間的距離s1=0.4 m,取g=10 m/s2。求:

(1)小球在b點的速度vb;

(2)小球進入電場後滑行的最大距離s2;

(3)小球從a點滑至c點所用的時間t。

7.解析:(1)小球在ab段滑動過程中,由機械能守恆得mgx1sin α=mv 可得vb=2 m/s。

(2)小球進入勻強電場後,受電場力和重力的作用,由牛頓第二定律可得,加速度

a2==-5 m/s2

小球進入電場後還能滑行到最遠處c點,b、c間的距離為x2==0.4 m。

(3)小球從a到b和從b到c的兩段位移中的平均速度分別為vab= vbc=

小球從a到c的平均速度為vac= 由x1+x2=vact 可得t=0.8 s。

7.解析:(1)小球在ab段滑動過程中,由機械能守恆得mgx1sin α=mv 可得vb=2 m/s。

(2)小球進入勻強電場後,受電場力和重力的作用,由牛頓第二定律可得,加速度

a2==-5 m/s2

小球進入電場後還能滑行到最遠處c點,b、c間的距離為x2==0.4 m。

(3)小球從a到b和從b到c的兩段位移中的平均速度分別為vab= vbc=

小球從a到c的平均速度為vac= 由x1+x2=vact 可得t=0.8 s。

7.解析:(1)小球在ab段滑動過程中,由機械能守恆得mgx1sin α=mv 可得vb=2 m/s。

(2)小球進入勻強電場後,受電場力和重力的作用,由牛頓第二定律可得,加速度

a2==-5 m/s2

小球進入電場後還能滑行到最遠處c點,b、c間的距離為x2==0.4 m。

(3)小球從a到b和從b到c的兩段位移中的平均速度分別為vab= vbc=

小球從a到c的平均速度為vac= 由x1+x2=vact 可得t=0.8 s。

解析:(1)小球在ab段滑動過程中,由機械能守恆得mgx1sin α=mv 可得vb=2 m/s。

(2)小球進入勻強電場後,受電場力和重力的作用,由牛頓第二定律可得,加速度

a2==-5 m/s2

小球進入電場後還能滑行到最遠處c點,b、c間的距離為x2==0.4 m。

(3)小球從a到b和從b到c的兩段位移中的平均速度分別為vab= vbc=

小球從a到c的平均速度為vac=

由x1+x2=vact 可得t=0.8 s。

6.如圖所示,在y=0和y=2 m之間有沿著x軸方向的勻強電場,mn為電場區域的上邊界,在x軸方向範圍足夠大。電場強度的變化如圖所示,取x軸正方向為電場正方向。現有乙個帶負電的粒子,粒子的比荷為=1.

0×10-2 c/kg,在t=0時刻以速度v0=5×102 m/s從o點沿y軸正方向進入電場區域,不計粒子重力。求:

(1)粒子通過電場區域的時間;

(2)粒子離開電場時的位置座標;

(3)粒子通過電場區域後沿x方向的速度大小。

7.如圖所示,光滑絕緣的圓形軌道bcdg位於豎直平面內,軌道半徑為r,下端與水平絕緣軌道在b點平滑連線,整個軌道處在水平向左的勻強電場中。現有一質量為m、帶正電的小滑塊(可視為質點)置於水平軌道上,滑塊受到的電場力大小為mg,滑塊與水平軌道間的動摩擦因數為0.

5,重力加速度為g。

(1)若滑塊從水平軌道上距離b點為s=3r的a點由靜止釋放,求滑塊到達與圓心o等高的c點時的速度大小;

(2)在(1)的情況下,求滑塊到達c點時受到軌道的作用力大小;

(3)改變s的大小,使滑塊恰好始終沿軌道滑行,且從g點飛出軌道,求滑塊在圓軌道上滑行過程中的最小速度大小。

6.解析:(1)因粒子初速度方向垂直於勻強電場,在電場中做類平拋運動,所以粒子通過電場區域的時間t==4×10-3 s。

(2)粒子在x方向先加速後減速,加速時的加速度

a1==4 m/s2

減速時的加速度a2==2 m/s2

x方向上的位移為

x=a1()2+a1()2-a2()2

=2×10-5 m

因此粒子離開電場時的位置座標為

(-2×10-5 m,2 m)。

(3)粒子在x方向的速度

vx=a1-a2=4×10-3 m/s。

7.解析:(1)設滑塊到達c點時的速度為v,由動能定理得

qe(s+r)-μmgs-mgr=mv2-0,

而qe解得v=。

(2)設滑塊到達c點時受到軌道的作用力大小為f,則

f-qe=m解得f=mg。

(3)要使滑塊恰好始終沿軌道滑行,則滑至圓軌道dg間某點時由電場力和重力的合力提供向心力,此時的速度最小(設為vmin),則有

=m解得vmin=。

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