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(20分)如图所示,四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一竖...

(20分)如图所示,四分之一光滑绝缘圆弧轨道AP和水平绝缘传送带PC固定在同一竖直平面内,圆弧轨道的圆心为O,半径R0传送带PC之间的距离为L,沿逆时针方向的运动速度v=满分5 manfen5.com.在PO的右侧空间存在方向竖直向下的匀强电场。一质量为m、电荷 量 为+q的小物体从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑,恰好运动到C端后返回。物体与传送带间的动摩擦因数为满分5 manfen5.com,不计物体经过轨道与传送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g。

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(1)求物体下滑到P点时,物体对轨道的压力F

(2)求物体返回到圆弧轨道后,能上升的最大高度H

(3)若在PO的右侧空间再加上方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的水平匀强磁场 (图中未画出),物体从圆弧顶点A静止释放,运动到C端时的速度为满分5 manfen5.com,试 求 物体 在传送带上运动的时间t。

 

 (1) N=3mg (2)  (3) 【解析】 试题分析:本题的第三问较难,需要平时的练习 (1)设物体滑到P端时速度大小为,物体从A端运动到P端的过程中,机械能守恒      1分 解得:    1分 设物体滑到P端时受支持力为N,根据牛顿第二定律     1分 解得:N=3mg    1分 设物体滑到P端时对轨道压力为F,根据牛顿第三定律 F = N =3mg    1分 (2)物体到达C端以后受滑动摩擦力,向左做初速度为零的匀加速运动,设向左运动距离为x时物体与皮带速度相同,设物体受到的摩擦力为f,则  fx=    2分 物体从皮带的P端滑到C端摩擦力做功 -fL=0-   即fL=   1分 解得:x=     1分 即物体在皮带上向左先做匀加速运动一半皮带长度后,与皮带共速向左匀速直线运动,即再次到达P点时速度大小是v=     2分 根据机械能守恒定律,设在斜面上上升的高度H,则 mgH=  解得H=    2分 说明:其他方法答案正确均得分。 (3)设电场强度为E,在无磁场物体从A端运动到C端的过程中,根据动能定理有       1分 解得E=     1分 在有磁场情况下物体从P端运动到C端的过程中,设任意时刻物体速度为v,取一段极短的含此时刻的时间,设在此时间段内的速度改变量为(取水平向右为正方向),根据牛顿第二定律,有     1分 两边同时乘以再对两边求和     1分 而      1分  ,而, 则    1分 以上结果代入上式,得 化简得      1分 考点:牛顿运动定律 动能定理
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考点分析:
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(18分)图所示为回旋加速器的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成,两个D形盒正中间开有一条狭缝,两个D型盒处在匀强磁场中并接在高频交变电源上。在D1盒中心A处有离子源,它产生并发出的a粒子,经狭缝电压加速后,进入D2盒中。在磁场力的作用下运动半个圆周后,再次经狭缝电压加速。为保证粒子每次经过狭缝都被加速,设法使交变电压的周期与粒子在狭缝及磁场中运动的周期一致。如此周而复始,速度越来越 大,运动半径也越来越大,最后到达D型盒的边缘,以最大速度被导出。已知a粒子电荷量为q,质量为m,加速时电极间电压大小恒为U,磁场的磁感应强度为B,D型盒的半径为R,设 狭 缝 很 窄,粒子通过狭缝的时间可以忽略不计,设α粒子从离子源发出时的初速度为零。(不计α粒子重力)求:

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(1)    α粒子第一次被加速后进入D2盒中时的速度大小;

(2)    α粒子被加速后获得的最大动能Ek和交变电压的频率f;

(3)α粒子在第n次由D1盒进入D2盒与紧接着第n+1次由D1盒进入D2盒位置之间的距离Δx。

 

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(16分)如图,水平桌面固定着光滑斜槽,光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接,设物块通过衔接处时速率没有改变。质量m1=0.40kg的物块A从斜槽上端距水平木板高度h=0. 80m处下滑,并与放在水平木板左端的质量m2=0.20kg的物块B相碰,相碰后物块B滑行x=4.0m到木板的C点停止运动,物块A滑到木板的D点停止运动。已知物块B与木板间的动摩擦因数满分5 manfen5.com=0.20,重力加速度 g=10m/s2 ,求:

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(1)    物块A沿斜槽滑下与物块B碰撞前瞬间的速度大小;

(2)    滑动摩擦力对物块B做的功;

(3)    物块A与物块B碰撞过程中损失的机械能。

 

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(14分)为了较准确地测量一只微安表的内阻,采用图所示实验电路图进行测量,实验室可供选择的器材如下:

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A.待测微安表(量程500满分5 manfen5.com,内阻约 300Ω)

B.电阻箱(最大阻值999.9Ω)

C.滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)

D.滑动变阻器R2(最大阻值为1KΩ)

E.电源(电动势为2V,内 阻不 计)

F.保护电阻R0(阻值为120Ω)

①实验中滑动变阻器应选用_____(填“C”或“D”);

②按照实验电路在图所示的方框中完成实物图连接。

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③实验步骤:

第一,先将滑动变阻器的滑片移到最右端,调节电阻箱的阻值为零;

第 二 ,闭合开关S,将滑片缓慢左移,使微安表满偏;

第三,保持滑片不动,调节R的电阻值使微安表的示数正好是满刻度的2/3时,此时接入电路的电阻箱的

示数如图所示,阻值R为______Ω。

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第四,根据以上实验可知微安表内阻的测量值RA为_______Ω

④若调节电阻箱的阻值为满分5 manfen5.com时,微安表的示数正好是满刻度的1/2,认为此时微安表内阻就等于满分5 manfen5.com0则此时微安表内阻的测量值满分5 manfen5.com与微安表的示数正好是满刻度的2/3时微安表内阻的测量值RA相比,更接近微安表真实值的是______。(填“满分5 manfen5.com”或“RA”)

 

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(4分)某同学在测定一厚度均匀的圆柱形玻璃的折射率时,先在白纸上作一与圆柱横截面相同的圆,圆心为0。将圆柱形玻璃的底面与圆重合放在白纸上。在圆柱形玻璃一侧适当位置竖直插两枚大头针P1和P2,在另一侧适当位置先后插两枚大头针P3和P4,先使P3能够挡住P2、P1的像,再插大头针P4时,使P4能够档住P3和P2,P1的像。移去圆柱形玻璃和大头针后,得图所示的痕迹。

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①图中已画出P1P2的入射光线,请在图中补画出完整的光路图,并标出光从玻璃射入 空气的入射角θ1和折射角θ2

②用入射角θ1和折射角θ2表示玻璃折射率的表达式为n=_______。

 

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如图所示,在光滑的水平面上静止放一质量为m的木 板B,木板表面光滑,左端固定一轻质弹簧。质量为2m的木块A以速度v0从板的右端水平向左滑上木板B。在木块A与弹簧相互作用的过程中,下列判断正确的是

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A.弹簧压缩量最大时,B板运动速率最大

B.B板的加速度一直增大

C.弹簧给木块A的冲量大小为2mv0/3

D.弹簧的最大弹性势能为mv02/3

 

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