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(20分)如图所示,光滑水平面上有一长板车,车的上表面OA段是一长为L的水平粗糙...

(20分)如图所示,光滑水平面上有一长板车,车的上表面OA段是一长为L的水平粗糙轨道,A的右侧光滑,水平轨道左侧是一光滑斜面轨道,斜面轨道与水平轨道在6ec8aac122bd4f6e点平滑连接。车右端固定一个处于锁定状态的压缩轻弹簧,其弹性势能为6ec8aac122bd4f6e,一质量为6ec8aac122bd4f6e的小物体(可视为质点)紧靠弹簧,小物体与粗糙水平轨道间的动摩擦因数为6ec8aac122bd4f6e,整个装置处于静止状态。现将轻弹簧解除锁定,小物体被弹出后滑上水平粗糙轨道。车的质量为6ec8aac122bd4f6e,斜面轨道的长度足够长,忽略小物体运动经过6ec8aac122bd4f6e点处产生的机械能损失,不计空气阻力。求:

(1)解除锁定结束后小物体获得的最大动能;

(2)当6ec8aac122bd4f6e满足什么条件小物体能滑到斜面轨道上,满足此条件时小物体能上升的最大高度为多少?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1) (2), 【解析】(1)设解锁弹开后小物体的最大速度的大小为,小物体的最大动能为, 此时长板车的速度大小为,研究解锁弹开过程小物体和车组成的系统,根据动量守恒和机械能守恒,有        ①   (2分)     ②        (3分) ③         (1分) 联立①②③式解得 ④         (2分) (2)小物体相对车静止时,二者有共同的速度设为,长板车和小物体组成的系统水平方 向动量守恒    ⑤  (2分)所以         ⑥   (1分)         要使小物体能滑上斜面轨道,必须满足    ⑦   (3分) 即当时,小物体能滑上斜面轨道。       ⑧        (1分) 设小物体上升的最大高度为,此瞬间小物体相对车静止,由⑤式知两者有共同速度为零.                                                ⑨          (1分) 根据系统能量守恒有    ⑩   (3分)  解得:⑪          (1分)
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考点分析:
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(19分)如图所示,在xOy平面内,离子源A产生的初速为零的同种带正电离子,质量m=1.0×10-20kg、带电量q=1.0×10-10C。离子经加速电场加速后匀速通过准直管并从C点垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板MN上的小孔O离开电场,且粒子在O点时的速度大小为v=2.0×106m/s,方向与x轴成30°角斜向上。在y轴右侧有一个圆心位于x轴,半径r=0.01m的圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度B=0.01T,有一垂直于x轴的面积足够大的竖直荧光屏PQ置于坐标x0=0.04m处。已知NC之间的距离d=0.02m,粒子重力不计。试求:

(1)偏转电场间电场强度的大小;

(2)粒子在圆形磁场区域的运动时间;

(3)若圆形磁场可沿x轴移动,圆心O’在x轴上的移动范围为(0.01m,+说明: 6ec8aac122bd4f6e),由于磁场位置的不同,导致粒子打在荧光屏上的位置也不同,求粒子打在荧光屏上点的纵坐标的范围。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(16分)如图为某工厂生产流水线上水平传输装置的俯视图,它由传送带和转盘组成。物品从A处无初速放到传送带上,运动到B处后进入匀速转动的转盘,设物品进入转盘时速度大小不发生变化,此后随转盘一起运动(无相对滑动)到C处被取走装箱。已知A、B两处的距离L=10m,传送带的传输速度v=2m/s,物品在转盘上与轴O的距离R=4m,物品与传送带间的动摩擦因数6ec8aac122bd4f6e=0.25。取g=l0m/s2。求:

(1)物品从A处运动到B处的时间t;

(2)质量为2Kg的物品随转盘一起运动的静摩擦力为多大?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(17分)(1)(6分)用如图所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于A点,另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码,旁边附有一竖直刻度尺,当挂两个钩码时,绳上一定点P对应刻度如图ab虚线所示,再增加一个钩码后,P点对应刻度如图cd虚线所示。已知每个钩码质量均为50g,重力加速度g=9.8m/s2。则被测弹簧的劲度系数为_____________N/m。挂三个钩码时弹簧的形变量为____________cm。(刻度尺最小格为1 mm)

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(2)(11分)某同学用“伏安法”测量一个额定功率为1W、阻值约为5Ω的电阻Rx。

实验室中现有如下实验器材:

A.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约为0.2Ω)B.电流表A2(量程0~3A,内阻约为0.05Ω)

C.电压表V1(量程0~3V,内阻约为3kΩ)D.电压表V2(量程0~15V,内阻约为15kΩ)

E.滑动变阻器R1(0~500Ω)F.滑动变阻器R2(0~10Ω)

G.蓄电池E(电动势约为12V,内阻不计)

H.开关、导线若干

为了较准确的测量Rx的阻值,要求电压从零开始调节,多测几组数据,画出U-I图象,从而求出Rx的阻值。

①电流表应选    、电压表应选    、滑动变阻器应选       (填器材前的字母序号)。

②在方框内画出该实验的电路图。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻,将质量为m的金属棒悬挂在一根固定的轻弹簧的下端,金属棒与导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示,除电阻R外,其余电阻不计,现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.释放瞬间金属棒的加速度的值小于重力加速度g的大小

B.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为ab

C.金属棒的速度为v时,它所受的安培力的大小为F=B2L2v/R

D.在金属棒运动的整个过程中,电阻R上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少量

 

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如图所示,一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝,副线圈匝数n2=220匝,交流电源的电压说明: 6ec8aac122bd4f6e,电阻R=44Ω,电压表、电流表均为理想电表,则下列说法正确的是

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.电流表A1的示数为0.02A

B.电流表A2的示数约为0.5A

C.电压表的示数为22V

D.原线圈输入功率44W

 

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