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(12分)如图所示,长L=9m的传送带与水平方向的倾角为37°,在电动机的带动下...

(12分)如图所示,长L=9m的传送带与水平方向的倾角为37°,在电动机的带动下以v=4m/s 的速率顺时针方向运行,在传送带的B端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住,在传送带的A端无初速地放一质量m=1kg的物块,它与传送带间的动摩擦因数满分5 manfen5.com=0.5,物块与挡板的碰撞能量损失及碰撞时间不计。(sinθ=0.6cosθ=0.8g=10m/s2)问:

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(1)物块与挡板P第一次碰撞后上升到最高点时到挡板P的距离;

(2)若改为将一与皮带间动摩擦因素为μ=0.875、质量不变的新木块轻放在B端,求木块运动到A点过程中电动机多消耗的电能与电动机额定功率的最小值。

 

(1)5m;(2)118J,28W。 【解析】 试题分析:(1)物块从A点向下运动的加速度为a1=gsinθ-μgcosθ=2m/s2 与P碰前的速度v1==6m/s 物块与挡板碰撞后,以v1的速率反弹,因v1>v,物块相对传送带向上滑,物块向上做减速运动的加速度为a2=gsinθ+μgcosθ=10m/s2 物块速度减小到与传送带速度相等所需时间 物块向上的位移 物块速度与传送带速度相等后,,物块向上做减速运动的加速度 a3=gsinθ-μgcosθ=2m/s2,物块向上的位移, 离P点的距离x1+x2=5m (2)a3=μgcosθ-gsinθ=1m/s2 木块与皮带速度相同时位移x3=v2/2a3=8m 故到达顶端前木块已经匀速运动 因为相对位移等于x3 E电=EpG+Ek+Q=mgLsinθ+0.5mv2+x3mgμcosθ=118J P额=Pf滑= vmgμcosθ=28W 考点:能量守恒定律、牛顿第二定律、功率  
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考点分析:
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(10分)风力发电是利用风能的一种方式,风力发电机可以将风能(气流的动能)转化为电能,其主要部件如图所示。已知某风力发电机风轮机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积为S,运动的空气与受风面作用后速度变为零,风力发电机将风能转化为电能的效率和空气密度均保持不变。当风速为v且风向与风力发电机受风面垂直时,风力发电机输出的电功率为P。求

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(1)在同样的风向条件下,风速为满分5 manfen5.com时这台风力发电机输出的电功率。

(2)利用风能发电时由于风速、风向不稳定,会造成风力发电输出的电压和功率不稳定。请你提出一条合理性建议,解决这一问题。

 

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(8分)如图所示,离子发生器发射一束质量为m,电荷量为+q的离子,从静止经PQ两板间的加速电压加速后,以初速度v0再从a点沿ab方向进入一匀强电场区域,abcd所围成的正方形区域是该匀强电场的边界,已知正方形的边长为L,匀强电场的方向与ad边平行且由a指向d.

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(1)若离子恰从c点飞离电场,求ac两点间的电势差Uac

(2)若离子从abcd边界上某点飞出时的动能为mv02,求此时匀强电场的场强大小E.

 

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(10分)某些固体材料受到外力后除了产生形变,其电阻率也要发生变化,这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”。现用如图所示的电路研究某长薄板电阻Rx的压阻效应,已知Rx的阻值变化范围为几欧到几十欧,实验室中有下列器材:

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A.电源E3 V,内阻约为1Ω)

B.电流表Al06 A,内阻r15Ω)

C.电流表A206 A,内阻r2约为1Ω)

D.开关S,定值电阻R0

1)为了比较准确地测量电阻Rx的阻值,请根据虚线框内电路图的设计,甲表选用________(填AlA2),乙表选用________(填AlA2)。

2)在电阻Rx上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向),闭合开关S,记下电表读数,A1的读数为I1A2的读数为I2,得Rx______________(用字母表示)。

3)改变力的大小,得到不同的Rx值,然后让力反向从下向上挤压电阻,并改变力的大小,得到不同的Rx值,最后绘成的图像如图所示。当F竖直向下(设竖直向下为正方向)时,可得Rx与所受压力F的数值关系是Rx______________。(各物理量单位均为国际单位)

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4)定值电阻R0的阻值应该选用________________

A1 Ω           B5 Ω           C10 Ω         D20 Ω

 

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(8分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律。实验装置示意图如图所示:

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实验步骤:

A.将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1m,将导轨调至水平。

B.用游标卡尺测量挡光条的宽度l,结果如图所示,由此读出l=_______mm。

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C.由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=_______cm。

D.将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。

E.从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间Δt1和Δt2

F.用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m。用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式:

(1)在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少ΔEp=______(重力加速度为g)。

(2)如果ΔEp=___________,则可认为验证了机械能守恒定律。

 

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如图所示,在平行竖直虚线a与b、b与c、c与d之间分别存在着垂直于虚线的匀强电场、平行于虚线的匀强电场、垂直纸面向里的匀强磁场虚线d处有一荧光屏。大量正离子(初速度和重力均忽略不计)从虚线a上的P孔处进入电场经过三个场区后有一部分打在荧光屏上。关于这部分离子若比荷q/m越大则离子

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A.经过虚线C的位置越低

B.经过虚线C的速度越大

C.打在荧光屏上的位置越低

D.打在荧光屏上的位置越高

 

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