(21分)在倾角为30°的光滑斜面上有相距40m的两个可看作质点的小物体P和Q,质量分别mP=0.1kg和mQ=0.5kg,其中P不带电,Q带电。整个装置处在正
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(21分)在倾角为30°的光滑斜面上有相距40m的两个可看作质点的小物体P和Q,质量分别mP=0.1kg和mQ=0.5kg,其中P不带电,Q带电。整个装置处在正
题型:不详
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来源:
(21分)在倾角为30°的光滑斜面上有相距40m的两个可看作质点的小物体P和Q,质量分别
m
P
=0.1kg和
m
Q
=0.5kg,其中P不带电,Q带电。整个装置处在正交的匀强电场和匀强磁场中,电场强度的大小为50V/m,方向竖直向下;磁感应强度的大小为
T,方向垂直纸面向里。开始时,将小物体P无初速释放,当P运动至Q处时,与静止在该处的小物体Q相碰,碰撞中Q的电荷量保持不变(即不转移)。碰撞后,两物体能够再次相遇。斜面无限长,g取10m/s
2
。求:
(1)试分析物体Q的带电性质并求出电荷量大小;
(2)分析物体P、Q第一次碰撞后物体Q可能的运动情况,此运动是否为周期性运动?若是,物体Q的运动周期为多大?
(3)物体P、Q第一次碰撞结束后瞬间P、Q的速度大小各是多少
答案
(1)
且物体Q带负电
(2)2s
(3)
解析
(1)对物体Q,在碰撞之前处于静止状态,由平衡条件知:
(2分) 得
且物体Q带负电(2分)
(2)物体P、Q碰撞之后,物体Q受重力、电场力、洛伦兹力的作用,由于重力和电场力等大反向,故物体Q将在斜面上方做匀速圆周运动. (2分)
对物体Q
(2分)
匀速圆周运动的周期
(2分)
(3)要使P、Q能够再次相遇,则相遇点一定为P、Q的第一次碰撞点,物体P在碰撞后一定反向弹回,再次回到碰撞点时再次相遇。
对物体P,从释放到与Q碰撞之前,由运动学公式
有:
得
(2分)
对物体P和Q,在碰撞过程中,动量守恒有
(2分)
对物体P,时间关系:
(
)(2分)
当k=1时,
,
,(1分)
当k=2时,
,
,(1分)
当k=3时,
,
,系统总动能增加不满足能量守恒定律。
同理分析可知K只能取1、2,综上所述碰撞过程结束后P、Q的速度可能是
。(3分)
举一反三
(18分)如图,一小车静止在光滑水平地面上,车顶用长L=0.8m的细线悬挂一静止小球,小车质量m
3
=4.0kg,小球质量m
2
=0.9kg,一质量为m
1
=0.1kg的子弹以速度v
1
=10m/s水平射入球内(作用时间极短,g取10m/s
2
),求
(1)细线上摆的最大角度θ。
(2)小球第一次返回最低点时,小球的速度和小车的速度。
题型:不详
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如图所示,在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为θ的光滑斜面体,它的斜面上
有一质量为m的物块沿斜面下滑。关于物块下滑过
程的分析,下列说法中正确的是
A.物块下滑过程中斜面对物块的支持力不做功
B.物块下滑过程中斜面体和物块构成的系统动量守恒
C.物块下滑过程中物块的机械能守恒
D.斜面体对地面的压力小于(m+M)g
题型:不详
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[物理选修3-5](本题共2小题,每小题6分,共12分。每小题只有一个选项符合题意)
(1)
测年法是利用
衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间,纵坐标m表示任意时刻
的质量,
为t=0时
的质量。下面四幅图中能正确反映
衰变规律的是
。(填选项前的字母)
(2)如图所示,一个木箱原来静止在光滑水平面上,木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度
,则
。(填选项前的字母)
A.小木块和木箱最终都将静止
B.小木块最终将相对木箱静止,二者一起向右运动
C.小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞,而木箱一直向右运动
D.如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止,则二者将一起向左运动
题型:不详
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(8分)【物理—物理3-5】
(1)大量氢原子处于不同能量激发态,发生跃迁时放出三种不同能量的光子,其能量值分别是:
。跃迁发生前这些原子分布在
个激发态能级上,其中最高能级的能量值是
(基态能量为
)。
(2)如图所示,滑块
质量均为
,滑块
质量为
。开始时
分别以
的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动,现将
无初速地放在
上,并与
粘合不再分开,此时
与
相距较近,
与挡板碰撞将以原速率反弹,
与
碰撞将粘合在一起。为使
能与挡板碰撞两次,
应满足什么关系?
题型:不详
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[物理——选修3-5](15分)
(1)(5分)用频率为
的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为
的三条谱线,且
,则
。(填入正确选项前的字母)
A.
B.
C.
D.
(2)(10分)如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙。重物质量为木板质量的2倍,重物与木板间的动摩擦因数为
。使木板与重物以共同的速度
向右运动,某时刻木板与墙发生弹性碰撞,碰撞时间极短。求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间。设木板足够长,重物始终在木板上。重力加速度为g。
题型:不详
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