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(18分)如图所示,水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车,管的底部有一质量...

(18分)如图所示,水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车,管的底部有一质量m=0.10g,电荷量6ec8aac122bd4f6e的小球,小球的直径比管的内径略小。在小车的右方存在着垂直纸面向里、磁感应强度B=5T的匀强磁场,在管口所在平面MN面的上方还存在着竖直向上、场强E=1.25V/m的匀强电场。现在小车始终保持6ec8aac122bd4f6e的速度匀速向右运动,以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点,测得小球对管侧壁的弹力FN随高度h变化的关系如图所示。g取10m/s2,不计空气阻力。求(结果保留两位有效数字)

(1)小球刚进入磁场B时加速度a的大小;

(2)绝缘管的长度L;

(3)电磁场上边界PS与下边界MN间距离d满足什么条件才能使小球不从PS飞出?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1) (2) (3) 【解析】 (1)以小球为研究对象,竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力,故小球在管中竖直方向做匀加速直线运动,加速度设为a,则                                             (3分)                              (1分) (2)在小球运动到管口时, ,设v1为小球竖直分速度,由                                                     (2分) 则    (1分) 由                                                   (2分) 得                                          (1分) (3)小球离开管口进入复合场, 其中          (1分) 故电场力与重力平衡,小球在复合场中做逆时针匀速圆周运动,合速度与MN成 45°角,轨道半径为R,有:                            (1分)                                               (2分)                                          (1分)     由几何关系可知:小球不飞出磁场有         (2分)                                      (1分)
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考点分析:
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(14分)人和雪橇的总质量为75kg,沿倾角6ec8aac122bd4f6e且足够长的斜坡向下运动,已知雪橇所受的空气阻力与速度成正比,比例系数k未知,从某时刻开始计时,测得雪橇运动的v-t图象如图中的曲线AD所示,图中AB是曲线在A点的切线,切线上一点B的坐标为(4,15),CD是曲线AD的渐近线,g取10m/s2,试回答和求【解析】

(1)雪橇在下滑过程中,开始做什么运动,最后做什么运动?

(2)当雪橇的速度为5m/s时,雪橇的加速度为多大?

(3)雪橇与斜坡间的动摩擦因数6ec8aac122bd4f6e多大?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(9分)一轻弹性材料AB可以被压缩,最大压缩量为10cm,某小组的同学为测定它压缩时能诸存的最大弹性势能,甲同学做了如下操作:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①在光滑木板上固定一挡板,使弹性材料的A端固定在竖直挡板上,另一端B不受力时刚好在木板边缘。再将此装置固定水平桌面上,且使B端在桌外(如图甲),记下B在水平地面上的射影O。

②将一大小不计的小铁球靠在B端向A端压弹性材料,压缩量10cm,后将小球释放,使小球水平抛出,记下小球在地面上的落点P。

③测出相关物理量后进行计算。

(1)甲同学需要测量的物理量有                                        

(2)用以上物理量表示弹性材料的最大弹性势能EP                       

(3)乙同学采用了另一种方法用一测力计缓慢压B端,当压缩量为x1时,测力计示数为F1;压缩量为x2时,示数为F2;……然后以压缩量x为横坐标,测力计的示数F为纵坐标,描点后得到F—x图像如右图。则由图像可得该弹性材料的最大弹性势能为         J。

 

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(6分)螺旋测微器是一种精密的测量长度的仪器。现有下列问题:

    常用螺旋测微器的精度是0.001mm,下图是某次测量的读数为5.620mm,请你在刻度线旁边的方框内标出相应的数值以符合给出的读数:A      B      C     

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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质量为m1的小环A套在光滑的直角杆上,MN部分竖直,小环A与物块B用细绳连接,如图所示。物块B的质量为m2,小环A在M点由静止释放,MN间距为h,ON水平,OM与竖直夹角为6ec8aac122bd4f6e,则有                 (    )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.小环A运动到N点时,小环A的速度为零

B.小环A运动到N点时,物块B的速度为零

C.小环A运动到N点时,小环A的速度为6ec8aac122bd4f6e

D.小环A从M点运动到N点的过程中,绳的拉力对A做的功为6ec8aac122bd4f6e

 

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等量同种正电荷的电场中,直线MN过两个电荷连线中点O,OM等于ON,且M、N两点距O点很近,如图所示,有一个带正电的点电荷从M点沿直线MN运动到N点,下列说法正确的是                                     (    )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.电荷在M、N两点电场大小相等

B.电荷在M点电势能大于电荷在N点的动势能

C.电场力先做正功后做负功

D.电荷可以仅由电场力作用下从M点沿直线MN运动到N点

 

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