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(21分)如图所示,在绝缘水平面上的P点放置一个质量为kg的带负电滑块A,带电荷...

(21分)如图所示,在绝缘水平面上的P点放置一个质量为说明: 6ec8aac122bd4f6ekg的带负电滑块A,带电荷量说明: 6ec8aac122bd4f6eC.在A的左边相距说明: 6ec8aac122bd4f6em的Q点放置一个不带电的滑块B,质量为说明: 6ec8aac122bd4f6ekg,滑块B距左边竖直绝缘墙壁s=0.15m.在水平面上方空间加一方向水平向右的匀强电场,电场强度为说明: 6ec8aac122bd4f6eN/C,使A由静止释放后向左滑动并与B发生碰撞,碰撞的时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动,与墙壁发生碰撞时没有机械能损失,两滑块都可以视为质点.已知水平面OQ部分粗糙,其余部分光滑,两滑块与粗糙水平面OQ间的动摩擦因数均为μ=0.50,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2.求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)A经过多少时间与B相碰?相碰结合后的速度是多少?

(2)AB与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中,离开墙壁的最大距离是多少?

(3)AB相碰结合后的运动过程中,由于摩擦而产生的热是多少?通过的总路程是多少?

 

(1)m / s (2)m (3)Q=0.18J,m 【解析】(1)由于PQ部分光滑,滑块A只在电场力作用下加速运动,设经时间t与B相碰,A与B相遇前的速度大小为v1,结合后的共同速度大小为v2,则   ·(2分) ·(2分) 解得s·(1分)m / s 滑块A、B碰撞的过程中动量守恒,即·(2分)m / s·(1分) (2)两滑块共同运动,与墙壁发生碰撞后返回,第一次速度为零时,两滑块离开墙壁的距离最大,设为,在这段过程中,由动能定理得 ·(2分) 解得m·(1分) (3)由于N,N,,即电场力大于滑动摩擦力,AB向右速度为零后在电场力的作用下向左运动,最终停在墙角O点处,设由于摩擦而产生的热为Q,由能量守恒得 J···(2分) 设AB第二次与墙壁发生碰撞后返回,滑块离开墙壁的最大距离为,假设L2<s,在这段过程中,由动能定理得   解得L2≈0.064m L2<s=0.15m ,符合假设,即AB第二次与墙壁发生碰撞后返回停在Q点的左侧,以后只在粗糙水平面OQ上运动。···(2分) 设在粗糙水平面OQ部分运动的总路程s1,则·(2分)s1=0.6m·(1分) 设AB相碰结合后的运动过程中通过的总路程是s2,则 (2分)  m(1分)
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(18分)如图所示,质量m1=0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长L=15 m,现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数说明: 6ec8aac122bd4f6e=0.5,取g=10 m/s2.求

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)物说明: 封面块在车面上滑行的时间t;

(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0′不超过多少.

 

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(15分)电荷量为说明: 6ec8aac122bd4f6e的带正电小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在沿水平向右方向的电场(如图甲所示).电场强度说明: 6ec8aac122bd4f6e的大小与时间说明: 6ec8aac122bd4f6e的关系、物块运动速度说明: 6ec8aac122bd4f6e与时间说明: 6ec8aac122bd4f6e的关系分别如图乙、丙所示,取重力加速度g=10m/s2.求:

(1)物块质量m

(2)物块与水平面之间的动摩擦因数说明: 6ec8aac122bd4f6e.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(8分)请完成以下两小题.

某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小事物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别固定在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第二条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①为完成实验,下述操作中必需的是            

A.测量细绳的长度                                 B.测量橡皮筋的原长

C.测量悬挂重物后橡皮筋的长度            D.记录悬挂重物后结点O的位置

②钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次实验证,可采用的方法是         

 

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(10分)为了节能和环保,一些公共场所使用光控开关控制照明系统.光控开关可采用光敏电阻来控制,光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱,光越强照度越大,照度单位为Lx).某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表:

照度(Lx)

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

电阻(k说明: 6ec8aac122bd4f6e)

75

40

28

23

20

18

①根据表中数据,请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线,并说明阻值随照度变化的特点.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

②如图所示,当1、2两端所加电压上升至2V时,控制开关自动启动照明系统,请利用下列器材设计一个简单电路.给1、2两端提供电压,要求当天色渐暗照度降低至1.0(Lx)时启动照明系统,在虚线框内完成电路原理图.(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下:光敏电阻Rp,电源E(电动势3V,内阻不计),定值电阻:R1=10k说明: 6ec8aac122bd4f6e,R2=20k说明: 6ec8aac122bd4f6e,R3=40k说明: 6ec8aac122bd4f6e(限选定值电阻其中之一并在图中标出),开关S及导线若干.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=Asin说明: 6ec8aac122bd4f6e,则质点

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.第1 s末与第3 s末的位移相同

说明: 封面B.第1 s末与第3 s末的速度相同

C.3 s末至5 s末的位移方向都相同

说明: 封面D.3 s末至5 s末的速度方向都相同

 

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