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如图所示,光滑轨道LMNPQMK固定在水平地面上,轨道平面在竖直面内,MNPQM是半径为R的圆形轨道,轨道LM与圆形轨道MNPQM在M点相切,轨道MK与圆形轨道MNPQM在M点相切,b点、P点在同一水平面上,K点位置比P点低,b点离地高度为2R,a点离地高度为25R,若将一个质量为m的小球从左侧轨道上不同位置由静止释放,关于小球的运动情况,以下说法中正确的是

A若将小球从LM轨道上a点由静止释放,小球一定不能沿轨道运动到K点

B若将小球从LM轨道上b点由静止释放,小球一定能沿轨道运动到K点

C若将小球从LM轨道上a、b点之间任一位置由静止释放,小球一定能沿轨道运动到K点

D若将小球从LM轨道上a点以上任一位置由静止释放,小球沿轨道运动到K点后做斜上抛运动,小球做斜上抛运动时距离地面的最大高度一定小于由静止释放时的高度

 

D 【解析】 试题分析:设小球恰好通过P点时速度为v.此时由重力提供向心力,根据牛顿第二定律得:. 设小球释放点到地面的高度为H.从释放到P点的过程,由机械能守恒定律得:mgH=mg•2R+mv2,解得.所以将小球从LM轨道上a点由静止释放,小球恰好到达P点,能做完整的圆周运动,由机械能守恒守恒可知,一定能沿轨道运动到K点.而将小球从LM轨道上b点或a、b点之间任一位置由静止释放,不能到达P点,在到达P前,小球离开圆轨道,也就不能到达K点.故ABC错误.小球做斜上抛运动时水平方向做匀速直线运动,到最大高度时水平方向有速度,设斜抛的最大高度为H′,根据机械能守恒定律得:mgH=mv2+mgH′,v>0,则H′<H,故小球做斜上抛运动时距离地面的最大高度一定小于由静止释放时的高度,故D正确.故选D。 考点:机械能守恒定律;牛顿第二定律 【名师点睛】本题是机械能守恒和圆周运动临界条件、斜抛知识的综合,关键掌握圆周运动最高点的临界条件,知道斜抛运动最高点速度并不为零,要运用机械能守恒列式分析。  
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一物体做直线运动的v-t图象如图甲所示,则图乙中能正确反映物体所受合力F随时间变化情况的是

 

 

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在物理学的研究及应用过程中涉及诸多的思想方法,如理想化、模型化、放大、极限思想,控制变量、猜想、假设、类比、比值法等等以下关于所用思想方法的叙述正确的是

A在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是假设法

B速度的定义式v=,采用的是比值法;当Δt趋近于0时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想

C在探究电阻、电压和电流三者之间的关系时,先保持电压不变研究电阻与电流的关系,再保持电流不变研究电阻与电压的关系,该实验应用了控制变量法

D如图示的三个实验装置,这三个实验都体现了放大的思想

 

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如图所示,在长度足够长,宽度d=5的区域MNPQ内,有垂直向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=0.33T,水平边界MN上方存在范围足够大的竖直方向上的匀强电场,电场强度E=200N/C,现在又大量 质量m=、电荷量的带负电的粒子,同时从边界PQ上的O点沿纸面向各个方向射入磁场,射入时的速度大小均为,不计粒子的重力和粒子间的相互作用,求:

(1)求带电粒子在磁场中运动的半径r

(2)求与x轴负方向成60°角射入的粒子在电场中运动的时间t;

(3)当从MN边界上最左边射出的粒子离开磁场时,求仍在磁场中的粒子的初速度方向与x轴正方向的夹角范围,并写出此时这些粒子所在位置构成的图形的曲线方程

 

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如图甲所示,表面绝缘,倾角=30°的足够长的斜面固定在水平地面上,斜面所在空间有一宽度D=0.40m的匀强磁场区域,其边界与斜面底边平行,磁场方向垂直斜面向上,一个质量m=0.10kg,总电阻R=0.25Ω的单匝矩形闭合金属框abcd放在斜面的底端,其中ab边与斜面底边重合,abL=0.50m,从t=0时刻开始,线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下,从静止开始运动,当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力,让线框自由滑动,线框运动速度与时间的关系如图乙所示,已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面,且保持ab边与斜面底边平行,线框与斜面之间的动摩擦因数,重力加速度,求:

1)线框受到的拉力F的大小;

2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;

3)线框在斜面上运动的过程中克服摩擦所做的功和回路产生的电热。

 

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如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面连接,在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为,现在有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球,在施加与1号球的水平外力F的作用下均静止,力F与圆槽在同一竖直面内,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h,现撤去力F使小球开始运动,直到所有小球均运动到水平槽内,重力加速度为g。求:

(1)水平外力F的大小;

(2)1号球刚运动到水平槽时的速度大小;

(3)整个运动过程中,2号球对1号球所做的功。

 

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