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(14分)如图所示,两个带电小球(可视为质点),固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架...

(14分)如图所示,两个带电小球(可视为质点),固定在轻质绝缘等腰直角三角形框架OAB的两个端点A、B上,整个装置可以绕过O点且垂直于纸面的水平轴在竖直平面内自由转动.直角三角形的直角边长为L.质量分别为mA=3mmBm,电荷量分别为QA=-qQB=+q.重力加速度为g.

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(1)若施加竖直向上的匀强电场E,使框架OB边水平、OA边竖直并保持静止状态,则电场强度E多大?

(2)若将匀强电场方向改为与原电场方向相反,保持E的大小不变,则框架OAB在接下来的运动过程中,带电小球A的最大动能EkA为多少?

(3)在(2)中,设以O点为零势能位,则框架OAB在运动过程中,A、B小球电势能之和的最小值E’为多少?

 

(1) E=mg/q (2) (3) -mgL 【解析】 试题分析:1)以O为支点,根据三角架力矩平衡,M顺=M逆  mgL=qEL(1分) 求得E=mg/q (2分) (2)设OA边与竖直方向成a,根据力矩平衡找出动能最大位置,M顺=M逆 3mgLsina=mgLcosa+qELcosa+qELsina(1分) 求得OA杆与竖直方向夹角a=45°时A球动能最大。(1分) 根据系统动能定理W合=⊿EK -3mgL(1-cos45°)+mgLsin45°+qEL sin45°+qEL(1-cos45°)=2mv2(1分) 求得A球最大速度v=(1分) 得到A球动能EKA=。(2分) (3)设OA边与竖直方向成a,根据系统动能定理 -3mgL(1-cosa)+mgLsina+qELsina+qEL(1-cosa)=0(1分) 求得a=90°时系统速度为零。不能再继续转过去了。 由于该过程电场力一直做正功,A、B小球电势能之和一直减小,所以此处A、B小球电势能之和最小(2分) E’=-qEL =-mgL(2分) 考点:考查了带电物体在电场中的运动,
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考点分析:
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(12分)水上滑梯可简化成如图所示的模型:倾角为θ=37°斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接(设经过B点前后速度大小不变),起点A距水面的高度H=7.0m,BC长d=2.0m,端点C距水面的高度h=1.0m. 一质量m=50kg的运动员从滑道起点A点无初速地自由滑下,运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.1.(取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,运动员在运动过程中可视为质点)

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(1)求运动员沿AB下滑时加速度的大小a

(2)求运动员从A滑到C的过程中克服摩擦力所做的功W和到达C点时速度的大小υ

(3)保持水平滑道端点在同一竖直线上,调节水平滑道高度h和长度d到图中B′C′位置时,运动员从滑梯平抛到水面的水平位移最大,求此时滑道B′C′距水面的高度h′.

 

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(10分)如图所示,竖直放置的均匀细U型试管,左侧管长LOA=30cm,右管足够长且管口开口,初始时左管内被水银封闭的空气柱长20cm,气体温度为27°C,左右两管水银面等高。已知大气压强为p0=75cmHg.

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(1)现对左侧封闭气体加热,直至两侧水银面形成10cm长的高度差.则此时气体的温度为多少摄氏度?

(2)保持此时温度不变,从右侧管口缓慢加入水银,则至少加入多少长度的水银,可以使得左侧管内气体恢复最初的长度?

 

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(6分)在“油膜法估测分子的直径”实验中,

(1)(多选题)该实验中的理想化假设是(     )

A.将油膜看成单分子层油膜            B.不考虑各油分子间的间隙

C.不考虑了各油分子间的相互作用力    D.将油分子看成球形。

(2)(单选题)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精溶液的作用是(     )

A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓

B.对油酸溶液起到稀释作用

C.有助于测量一滴油酸的体积         

D.有助于油酸的颜色更透明便于识别

(3)某老师为本实验配制油酸酒精溶液,实验室配备的器材有:面积为0.22m2的蒸发皿,滴管,量筒(50滴溶液滴入量筒体积约为1毫升),纯油酸和无水酒精若干等。已知分子直径数量级为1010m,则该老师配制的油酸酒精溶液浓度(油酸与油酸酒精溶液的体积比)至多为       ‰(保留两位有效数字)。

 

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(6分)在做“测定电池的电动势和内阻”实验时,某同学的线路连接如图甲所示。

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(1)在答题卡的方框内画出与图甲对应的电路图;

(2)在图乙说明: 满分5 manfen5.com-R坐标系中标出了该同学所测的实验数据点,试作出这些数据点的拟合直线,并读得该直线的纵轴截距为        A-1,求得其斜率为        V-1

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(3)求得电池的电动势是        V,内阻是       Ω。

 

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(6分)在“用DIS研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时,甲、乙两组分别用如图A.、B.所示的实验装置实验,重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车,位移传感器B.随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器A.固定在轨道一端.甲组实验中把重物的重力作为拉力F,乙组直接用力传感器测得拉力F,改变重物的重力重复实验多次,记录多组数据,并画出a-F图像。

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(1)位移传感器B.属于       。(填“发射器”或“接收器”)

(2)甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是       

(3)图C.中符合甲组同学做出的实验图像的是       ;符合乙组同学做出的实验图像的是       

 

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