如圖所示， A、B、C、D為固定于豎直平面內(nèi)的閉合絕緣軌道，AB段、CD段均為半徑R＝2.5m的半圓，BC、AD段水平，AD =BC = 8 m，B、C之間的區(qū)域存在水平向右的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E＝ 6 ×105 V/m；質(zhì)量為m = 4×10－3 kg、帶電量q = +1×10－8C的小環(huán)套在軌道上，小環(huán)與軌道AD段之間存在摩擦且動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同，小環(huán)與軌道其余部分的摩擦忽略不計(jì)，現(xiàn)使小環(huán)在D點(diǎn)獲得某一初速度沿軌道向左運(yùn)動(dòng)，若小環(huán)在軌道上可以無(wú)限循環(huán)運(yùn)動(dòng)，且小環(huán)每次到達(dá)圓弧上的A點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓軌道剛好均無(wú)壓力．求：

（1）小環(huán)通過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度多大；

（2）小環(huán)與AD段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；

（3）小環(huán)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)的速度多大．

 

【答案】

（1）5m/s（2）0.15  （3）7 m/s

【解析】

試題分析：（1）進(jìn)入半圓軌道AB時(shí)小環(huán)僅受重力，在A點(diǎn)由向心力公式得：

（2）由題意可得：物體在AD段損失的能量跟在電場(chǎng)階段補(bǔ)充的能量是相等的，故摩擦力做的功與電場(chǎng)力做的功相同，故:  μ mg LAD = qE LBC ，μ = 0.15

（3）從A到D列動(dòng)能定理可得：，解得：vD = 7 m/s

考點(diǎn)：牛頓定律及動(dòng)能定理。

 

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：

精英家教網(wǎng)如圖所示，A、B是兩個(gè)帶電量相等的異種點(diǎn)電荷，A帶正電，B帶負(fù)電，OO′為兩點(diǎn)電荷連線的垂直平分線，P點(diǎn)是垂足，若從P點(diǎn)以大小為v0的初速度發(fā)射一個(gè)質(zhì)子，則（　　）
A、若質(zhì)子初速度方向由P指向A，則質(zhì)子在接近A點(diǎn)的過(guò)程中速度越來(lái)越大B、若質(zhì)子初速度方向由P指向B，則質(zhì)子在接近B點(diǎn)的過(guò)程中加速度越來(lái)越大C、若質(zhì)子初速度方向由P指向O，則質(zhì)子在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中加速度的大小不變D、若質(zhì)子初速度方向由P指向O，則質(zhì)子在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中加速度的方向不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

A．（選修模塊3-3）
（1）科學(xué)家在“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)上進(jìn)行了一次在微重力條件（即失重狀態(tài)）下制造泡沫金屬的實(shí)驗(yàn)．把鋰、鎂、鋁、鈦等輕金屬放在一個(gè)石英瓶?jī)?nèi)，用太陽(yáng)能將這些金屬熔化為液體，然后在熔化的金屬中充進(jìn)氫氣，使金屬內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，金屬冷凝后就形成到處是微孔的泡沫金屬．下列說(shuō)法中正確的是
 

A．失重條件下液態(tài)金屬呈球狀是由于液體表面分子間只存在引力作用
B．失重條件下充入金屬液體內(nèi)的氣體氣泡不能無(wú)限地膨脹是因?yàn)橐后w表面張力的約束
C．在金屬液體冷凝過(guò)程中，氣泡收縮變小，外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增大
D．泡沫金屬物理性質(zhì)各向同性，說(shuō)明它是非晶體
（2）一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化過(guò)程如圖所示，A到B是等壓過(guò)程，B到C是等容過(guò)程，C到A是等溫過(guò)程．則B到C氣體的溫度
 
填“升高”、“降低”或“不變”）；ABCA全過(guò)程氣體從外界吸收的熱量為Q，則外界對(duì)氣體做的功為
 
．
（3）已知食鹽（NaCl）的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，求：
①食鹽分子的質(zhì)量m；
②食鹽分子的體積V0．
B．（選修模塊3-4）
（1）射電望遠(yuǎn)鏡是接受天體射出電磁波（簡(jiǎn)稱“射電波”）的望遠(yuǎn)鏡．電磁波信號(hào)主要是無(wú)線電波中的微波波段（波長(zhǎng)為厘米或毫米級(jí)）．在地面上相距很遠(yuǎn)的兩處分別安裝射電波接收器，兩處接受到同一列宇宙射電波后，再把兩處信號(hào)疊加，最終得到的信號(hào)是宇宙射電波在兩處的信號(hào)干涉后的結(jié)果．下列說(shuō)法正確的是
 

A．當(dāng)上述兩處信號(hào)步調(diào)完全相反時(shí)，最終所得信號(hào)最強(qiáng)
B．射電波沿某方向射向地球，由于地球自轉(zhuǎn)，兩處的信號(hào)疊加有時(shí)加強(qiáng)，有時(shí)減弱，呈周期性變化
C．干涉是波的特性，所以任何兩列射電波都會(huì)發(fā)生干涉
D．波長(zhǎng)為毫米級(jí)射電波比厘米級(jí)射電波更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象
（2）如圖為一列沿x軸方向傳播的簡(jiǎn)諧波t1=0時(shí)刻的波動(dòng)圖象，此時(shí)P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向?yàn)?y方向，位移是2.5厘米，且振動(dòng)周期為0.5s，則波傳播方向?yàn)?!--BA-->
 
，速度為
 
m/s，t2=0.25s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的位移是
 
cm．精英家教網(wǎng)
（3）為了測(cè)量半圓形玻璃磚的折射率，某同學(xué)在半徑R=5cm的玻璃磚下方放置一光屏；一束光垂直玻璃磚的上表面從圓心O射入玻璃，光透過(guò)玻璃磚后在光屏上留下一光點(diǎn)A，然后將光束向右平移至O1點(diǎn)時(shí)，光屏亮點(diǎn)恰好消失，測(cè)得OO1=3cm，求：
①玻璃磚的折射率n；
②光在玻璃中傳播速度的大小v（光在真空中的傳播速度c=3.0×108m/s）．
精英家教網(wǎng)
C．（選修模塊3-5）
軌道電子俘獲（EC）是指原子核俘獲了其核外內(nèi)層軌道電子所發(fā)生的衰變，如釩（2347V）俘獲其K軌道電子后變成鈦（2247Ti），同時(shí)放出一個(gè)中微子υe，方程為2347V+-10e→2247Ti+υe．
（1）關(guān)于上述軌道電子俘獲，下列說(shuō)法中正確的是
 
．
A．原子核內(nèi)一個(gè)質(zhì)子俘獲電子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶?BR>B．原子核內(nèi)一個(gè)中子俘獲電子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子
C．原子核俘獲電子后核子數(shù)增加
D．原子核俘獲電子后電荷數(shù)增加
（2）中微子在實(shí)驗(yàn)中很難探測(cè)，我國(guó)科學(xué)家王淦昌1942年首先提出可通過(guò)測(cè)量?jī)?nèi)俘獲過(guò)程末態(tài)核（如2247Ti）的反沖來(lái)間接證明中微子的存在，此方法簡(jiǎn)單有效，后來(lái)得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)．若母核2347V原來(lái)是靜止的，2247Ti質(zhì)量為m，測(cè)得其速度為v，普朗克常量為h，則中微子動(dòng)量大小為
 
，物質(zhì)波波長(zhǎng)為
 

（3）發(fā)生軌道電子俘獲后，在內(nèi)軌道上留下一個(gè)空位由外層電子躍遷補(bǔ)充．設(shè)鈦原子K
軌道電子的能級(jí)為E1，L軌道電子的能級(jí)為E2，E2＞E1，離鈦原子無(wú)窮遠(yuǎn)處能級(jí)為零．
①求當(dāng)L軌道電子躍遷到K軌道時(shí)輻射光子的波長(zhǎng)λ；
②當(dāng)K軌道電子吸收了頻率υ的光子后被電離為自由電子，求自由電子的動(dòng)能EK．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，a、b、c為電場(chǎng)中同一條水平電場(chǎng)線上的三點(diǎn)，c為a、b的中點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa=5v，φb=3V，則下列敘述正確的是（　�。�
A、c點(diǎn)的電勢(shì)一定為4VB、a點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)Ea一定大于b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)EbC、負(fù)電荷在c點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向由a指向cD、正電荷從c點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能一定減少

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，A、B、C是某電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，電子從M點(diǎn)射入電場(chǎng)，沿虛線路徑從N點(diǎn)離去，M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢(shì)分別為φM、φN，場(chǎng)強(qiáng)分別為EM、EN，電子在M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢(shì)能分別為EpM、EpN，則（　　）
A、φM＜φN，EM＞EN，EpM＞EpNB、φM＞φN，EM＜EN，EpM＜EpNC、φM＞φN，EM＜EN，EpM＞EpND、φM＜φN，EM＜EN，EpM＞EpN

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，a、b是一對(duì)平行的金屬板，分別接到直流電源的兩極上，右邊有一檔板，正中間開(kāi)有一小孔d．在較大的空間范圍內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，而在a、b兩板間還存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)．從兩板左側(cè)正中的中點(diǎn)c處射入一束正離子，這些正離子都沿直線運(yùn)動(dòng)到右側(cè)，從d孔射出后分成3束．則這些正離子的（　　）
A、速度一定都相同B、質(zhì)量一定有3種不同的數(shù)值C、電量一定有3種不同的數(shù)值D、比荷（q/m）一定有3種不同的數(shù)值

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