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(20分)如图所示,可视为质点的物块A、B、C放在倾角为37O、长L=2m的固定...

(20分)如图所示,可视为质点的物块ABC放在倾角为37O、长L=2m的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,AB紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,物块的质量分别为mA=0.80kg、mB=0. 40kg,其中A不带电,BC的带电量分别为qB=+4.0×10-5C、qC=+2.0×10-5C,且保持不变。开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用。如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为0,则相距为r时,两点电荷具有的电势能可表示为6ec8aac122bd4f6e。现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上作加速度大小为a=2.5m/s2的匀加速直线运动,经过时间t0物体AB分离并且力F变为恒力。当A运动到斜面顶端时撤去力F

已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2g=10m/s2,sin37O =0.6,cos37O =0.8。求:

(1)未施加力F时物块BC间的距离;

(2)t0时间内库仑力做的功;

(3)力FA物块做的总功。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)L1=1.0m (2) (3)J 【解析】(1)末加F前A、B、C处于静止状态时,设B、C间距离为L1,则C对B的库仑斥力 以A、B为研究对象,由平衡条件得  联立解得    L1=1.0m (2)给A施加力F后, A、B沿斜面向上做匀加速直线运动,C对B的库仑斥力逐渐减小,A、B之间的弹力也逐渐减小。经过时间t0,设B、C间距离变为L2,A、B两者间弹力减小到零,两者分离,力F变为恒力。则此刻C对B的库仑斥力为   ① 以B为研究对象,由牛顿第二定律有   ② 联立①②解得    L2=1.2m 设t0时间内库仑力做的功为W0,由功能关系有 代入数据解得           ③ (3)设在t0时间内,末速度为v1,力F对A物块做的功为W1,由动能定理有                              ④ 而                          ⑤                      ⑥                                                          ⑦ 由③~⑦式解得   J 经过时间t0后,A、B分离,力F变为恒力,对A由牛顿第二定律有                     ⑧ 力F对A物块做的功                 ⑨ 由⑧⑨式代入数据得   .0J 则力F对A物块做的功 J
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考点分析:
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(18分)如图甲所示(俯视图),相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在以OO/ 为右边界匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直导轨平面向下,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计。在距边界OO/也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。求解以下问题:

(1)若ab杆固定在轨道上的初始位置,磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到零,求此过程中电阻R上产生的焦耳热为Q1

(2)若磁场的磁感应强度不变,ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离,其v--x的关系图像如图乙所示。求①ab杆在刚要离开磁场时的加速度大小;②此过程中电阻R上产生的焦耳热Q2

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(16分)如图所示,竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为RA端与圆心O等高,AD为水平面,B点为光滑轨道的最高点且在O的正上方,一个小球在A点正上方由静止释放,自由下落至A点进入圆轨道并恰好能通过B点,最后落到水平面C点处。求:

(1)小球通过轨道B点的速度大小;

(2)释放点距A点的竖直高度;

(3)落点CA点的水平距离。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(1)(8分)①某同学用如图所示的实验装置进行“探究恒力做功与动能改变的关系”实验,他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小实验误差,除了要求钩码的重力远小于小车的重力外,在实验中应该采取的必要措施是                      

说明: 6ec8aac122bd4f6e

②打点计时器使用50Hz的交流电。下图是钩码质量为0.03kg时实验得到的一条纸带,在纸带上选择起始点OABCDE五个计数点,可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表中的相应位置。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

表:纸带的测量结果

测量点

S/cm

v/(m·s-1)

O

0.00

0.35

A

1.51

0.40

B

3.20

0.45

C

 

 

D

7.15

0.54

E

9.41

0.60

 

③实验测得小车的质是为0.22Kg。此同学研究小车运动过程中A点到E点对应的拉力对小车做的功为0.023J,小车的动能变化为            J,这样在实验允许的误差范围内就说明“合外力对物体做的功等于物体动能的变化”。

(2)某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率,已知电阻丝长度为L,电阻约为20Ω,可提供的实验仪器有:

A:电流表G,内阻Rg=120Ω,满偏电流I g=3mA

B:电流表A,内阻约为0.2Ω,量程为0~0.6A;

C:螺旋测微器

D:变阻箱(0~9999Ω,0.5A)

E:滑动变阻器RW(5Ω,1A)

F:电池组(3V,0.05Ω)

G:一个开关和导线若干

他进行了以下操作:

①用螺旋测微器测量这段电阻丝的直径。如图所示为螺旋测微器的示数部分,则该次测量测得电阻丝的直径d=                mm。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

②把电流表G与电阻箱串联当作电压表用。这块“电压表”最大能测量3V的电压,则电阻箱的阻值应调为R0=                Ω。

③设计实验电路图。图虚线框中只是他设计的实验电路图的一部分,请将电路图补画完整。

④实验电路连接。请根据设计的合理的电路图进行正确的电路连线。

说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

⑤测量并计算电阻率。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某确定位置,电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2

请用测得的物理量和已知量写出计算电阻率的表达式ρ=        

 

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如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面,斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ。一质量为mmM)的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动,不计冲上斜面过程中机械能损失。如果斜面固定,则小物块恰能冲到斜面顶端。如果斜面不固定,则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.h           B.6ec8aac122bd4f6e

C.6ec8aac122bd4f6e       D.6ec8aac122bd4f6e

 

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空间某区域内存在着电场,电场线在竖直平面上的分布如图所示,一个质量为m、电量为q的小球在该电场中运动,小球经过A点时的速度大小为v1,方向水平向右;运动至B点时的速度大小为v2,运动方向与水平方向之间的夹角为αAB两点之间的高度差为h、水平距离为S,则以下判断中正确的是

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.AB两点的电场强度和电势关系为EAEB6ec8aac122bd4f6eA6ec8aac122bd4f6eB

B.如果v2v1,则说明电场力一定做正功

C.AB两点间的电势差为6ec8aac122bd4f6e

D.小球从A运动到B点的过程中电场力做的功为6ec8aac122bd4f6e

 

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