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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,...

(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说明: 6ec8aac122bd4f6eT,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/s2。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

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(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)
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(18分)“嫦娥一号”探月卫星在环绕月球的极地轨道上运动,由于月球的自转,因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球表面。2007年12月11日“嫦娥一号”卫星的CCD相机已对月球背面进行成像探测,并获得了月球背面部分区域的影像图。卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H,绕行的周期为TM;月球绕地公转的周期为TE,半径为R0;地球半径为RE,月球半径为RM

试解答下列问题:

(1)若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响,试求月球与地球的质量之比。

(2)若当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直,也与地心到月心的连线垂直(如图所示)时,探月卫星将向地球发送所拍摄的照片。已知光速为c,则此照片信号由探月卫星传送到地球最短需要多长时间?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(15分)质量为说明: 6ec8aac122bd4f6e的飞机静止在水平直跑道上。飞机起飞过程可分为两个匀加速运动阶段,其中第一阶段飞机的加速度为说明: 6ec8aac122bd4f6e,运动时间为说明: 6ec8aac122bd4f6e。当第二阶段结束时,飞机刚好达到规定的起飞速度说明: 6ec8aac122bd4f6e。飞机起飞过程中,在水平直跑道上通过的路程为说明: 6ec8aac122bd4f6e。求第二阶段飞机运动的加速度说明: 6ec8aac122bd4f6e和时间说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(12分)某同学想测量一段电阻丝的电阻率,其中使用了自己利用电流表改装的电压表,整个实验过程如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

         A.测量电流表的内阻。按图1连接电路,将电位器R调到接入电路的阻值最大。闭合开关S1,调整R的阻值,使电流表指针偏转到满刻度;然后保持R的阻值不变,合上开关S2,调整电阻箱R'的阻值,使电流表指针达到半偏,记下此时 R'的阻值;

         B.计算出改装电压表应串联的电阻R0的值。将电阻R0与电流表串联,则R0与电流表共同构成一个新的电压表;

         C.将改装的电压表与标准电压表接入如图2所示的校准电路,对改装的电压表进行校准;

         D.利用校准后的电压表和另一块电流表,采用伏安法测量电阻丝的电阻;

         E.测量电阻丝的直径和接入电路的电阻丝的长度;

         F.计算出电阻丝的电阻率。

         根据上述实验过程完成下列问题:

(1) 已知电流表的满偏电流为200μA,若当电流表指针偏转到正好是满偏刻度的一半时R'的阻值为500Ω。要求改装后的电压表的量程为2V,则必须给电流表串联一个阻值为R0=____Ω的电阻;

(2)在对改装后的电压表进行校准时,发现改装后的电压表的测量值总比标准电压表的测量值小一些,造成这个现象的原因是                                                          (    )

A.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏小

B.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏小

C.电流表内阻的测量值偏小,造成串联电阻R0的阻值偏大

D.电流表内阻的测量值偏大,造成串联电阻R0的阻值偏大

(3)在利用校准后的电压表采用伏安法测量电阻丝的电阻时,由于电压表的表盘刻度仍然是改装前电流表的刻度,因此在读数时只能读出电流表指示的电流值a。测量电阻丝的电阻时,可以读得一系列a和对应流经电阻丝的电流b。该同学根据这一系列ab数据做出的ab图线如图5所示,根据图线可知电阻丝的电阻值为__________Ω。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(6分)如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备示意图。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离____(填字母)

A.增大③和④之间的距离

B.增大④和⑤之间的距离

C.将红色滤光片改为绿色滤光片

D.增大双缝之间的距离

(2)在某次实验中,已知双缝到光屏之间的距离是600mm,双缝之间的距离是0.20mm,单缝到双缝之间的距离是100mm,某同学在用测量头测量时,先将测量头目镜中看到的分划板中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心,这时手轮上的示数如左图a所示。然后他转动测量头,使分划板中心刻线对准第7条亮纹的中心,这时手轮上的示数如右图b所示,图b示数为______mm。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为_______nm(保留二位有效数字

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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将质量为m0的木块固定在光滑水平面上,一颗质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块,子弹射穿木块时的速度为说明: 6ec8aac122bd4f6e。现将同样的木块放在光滑的水平桌面上,相同的子弹仍以速度v0沿水平方向射入木块,设子弹在木块中所受阻力不变,则以下说法正确的是                                                                                                  (    )

A.若m0=3m,则能够射穿木块

B.若m0=3m,子弹不能射穿木块,将留在木块中,一起以共同的速度做匀速运动

C.若m0=3m,子弹刚好能射穿木块,此时子弹相对于木块的速度为零

D.若子弹以3v0速度射向木块,并从木块中穿出,木块获得的速度为v1;若子弹以4v0速度射向木块,木块获得的速度为v2;则必有v1v2

 

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