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如图所示,A为位于一定高度处的质量为m、带电荷量为+q的小球,B为位于水平地面上...

如图所示,A为位于一定高度处的质量为m、带电荷量为+q的小球,B为位于水平地面上的质量为M的用特殊材料制成的长方形空心盒子,且M=2m,盒子与地面间的动摩擦因数μ=0.2,盒内存在着竖直向上的匀强电场,场强大小E=2mg/q,盒外没有电场.盒子的上表面开有一系列略大于小球的小孔,孔间距满足一定的关系,使得小球进出盒子的过程中始终不与盒子接触.当小球A以1m/s的速度从孔1进入盒子的瞬间,盒子B恰以v1=6m/s的初速度向右滑行.已知盒子通过电场对小球施加的作用力与小球通过电场对盒子施加的作用力大小相等、方向相反.设盒子足够长,取重力加速度g=10m/s2,小球恰能顺次从各个小孔进出盒子.
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试求:
(1)小球A从第一次进入盒子到第二次进入盒子所经历的时间;
(2)盒子上至少要开多少个小孔,才能保证小球始终不与盒子接触;
(3)从小球第一次进入盒子至盒子停止运动的过程中,盒子通过的总路程.
(1)小球A从第一次进入盒子到第二次进入盒子所经历的时间分为两部分,A在盒子内运动时运动牛顿第二定律求出加速度,再用运动学基本公式求出时间,A在盒子外运动的时间根据运动学基本公式即可求得,时间之和即为经历的总时间; (2)分别求出小球在盒内和盒外时的盒子的加速度,进而求出小球运动一个周期盒子减少的速度,再求出从小球第一次进入盒子到盒子停下,小球运动的周期数n,要保证小球始终不与盒子相碰,盒子上的小孔数至少为2n+1个; (3)分别求出盒子在每个周期内通过的距离,观察数据得特点,且当盒子停下时,小球恰要进入盒内,从而求出总位移. 【解析】 (1)A在盒子内运动时,qE-mg=ma      E=  由以上两式得 a=g                                                     A在盒子内运动的时间=0.2s,A在盒子外运动的时间 所以A从第一次进入盒子到第二次进入盒子的时间 T=t1+t2=0.4s                   (2)小球在盒子内运动时,盒子的加速度 小球在盒子外运动时,盒子的加速度 小球运动一个周期盒子减少的速度为△v=a1t1+a2t2=4×0.2+2×0.2=1.2m/s 从小球第一次进入盒子到盒子停下,小球运动的周期数为 故要保证小球始终不与盒子相碰,盒子上的小孔数至少为2n+1个,即11个. (3)小球第一次在盒内运动的过程中,盒子前进的距离为 小球第一次从盒子出来时,盒子的速度v2=v1-a1t1=5.2m/s 小球第一次在盒外运动的过程中,盒子前进的距离为 小球第二次进入盒子时,盒子的速度v3=v2-a2t2=4.8m/s 小球第二次在盒子内运动的过程中,盒子前进的距离为 小球第二次从盒子出来时,盒子的速度v4=v3-a1t1=4m/s 小球第二次在盒外运动的过程中,盒子前进的距离为 … 分析上述各组数据可知,盒子在每个周期内通过的距离为一等差数列,公差d=0.12m.且当盒子停下时,小球恰要进入盒内,最后0.2s内盒子通过的路程为0.04m. 所以从小球第一次进入盒子至盒子停止运动的过程中,盒子通过的总路程为. 答:(1)小球A从第一次进入盒子到第二次进入盒子所经历的时间为0.4s; (2)盒子上至少要开11个小孔,才能保证小球始终不与盒子接触; (3)从小球第一次进入盒子至盒子停止运动的过程中,盒子通过的总路程为5.8m.
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考点分析:
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(1)杆a做匀速运动时,回路中的感应电流;
(2)杆a做匀速运动时的速度;
(3)杆b静止的位置距圆环最低点的高度.
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如图所示,A、B是两块竖直放置的平行金属板,相距为2L,分别带有等量的负、正电荷,在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场.A板上有一小孔(它的存在对两板间匀强电场分布的影响可忽略不计),孔的下沿右侧有一条与板垂直的水平光滑绝缘轨道,一个质量为m,电荷量为g(g>0)的小球(可视为质点),在外力作用下静止在轨道的中点P处.孔的下沿左侧也有一与板垂直的水平光滑绝缘轨道,轨道上距A板L处有一固定档板,长为L的轻弹簧左端固定在挡板上,右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q.撤去外力释放带电小粒,它将在电场力作用下由静止开始向左运动,穿过小孔后(不与金属板A接触)与薄板Q一起压缩弹簧,由于薄板Q及弹簧的质量都可以忽略不计,可认为小球与Q接触过程中不损失机械能.小球从接触Q开始,经历时间To第一次把弹簧压缩至最短,然后又被弹簧弹回.由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺,使得小球每次离开Q瞬间,小球的电荷量都损失一部分,而变成刚与Q接触时小球电荷量的manfen5.com 满分网(k>1)求:
(l)小球第一次接触Q时的速度大小;
(2)假设小球第n次弹回两板间后向右运动的最远处没有到达B板,试导出小球从第n次接触Q,到本次向右运动至最远处的时间Tn的表达式;
(3)若k=2,且小孔右侧的轨道粗糙与带电小球间的滑动摩擦力为f=manfen5.com 满分网,试求带电小球最终停止的位置距P点的距离.

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如图甲所示,为某同学测绘额定电压为2.5V的小灯泡的I-U特性曲线的实验器材.
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(1)根据实验原理,用笔画线代替导线,将图甲中的实验电路图连接完整.
(2)开关S闭合之前,图甲中滑动变阻器的滑片应该置于______端(选填“A”、“B”或“AB中间”)
(3)实验中测得有关数据如下表:
U/V0.400.801.201.602.002.402.80
I/A0.100.160.200.230.250.260.27
根据表中的实验数据,在如图乙中画出小灯泡的I-U特性曲线.
(4)若已知小灯泡灯丝在27℃时电阻值约为1.5Ω,并且其电阻值与灯丝的热力学温度成正比,试估算该灯泡以额定功率工作时灯丝的温度约为______℃(保留三位有效数字).
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(1)用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kΩ的电阻Rx,以下给出的是可能的操作步骤,其中S为选择开关,P为欧姆档调零旋钮,把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上______
a.将两表笔短接,调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻的两端,读出Rx的阻值后,断开两表笔
c.旋转S使其尖端对准欧姆档×1k
d.旋转S使其尖端对准欧姆档×100
e.旋转S使其尖端对准交流500V档,并拔出两表笔
根据如图所示指针位置,此被测电阻的阻值约为______Ω.
(2)(多选题)下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是______
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(B)测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则会影响测量结果
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2010年7月25日早7时,美国“乔治•华盛顿”号核航母驶离韩南部釜山港赴东部海域参加军演,标志此次代号为“不屈的意志”的美韩联合军演正式开始.在现代兵器体系中,潜艇和航母几乎算得上是一对天生的冤家对头,整个二战期间,潜艇共击沉航母17艘,占全部沉没航母数量的40.5%.中国有亚洲最大的潜艇部队,拥有自行开发的宋级柴电动力潜艇和汉级核动力潜艇,核动力潜艇中核反应堆释放的核能被转化成动能和电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量的核能.manfen5.com 满分网U+n→manfen5.com 满分网Ba+manfen5.com 满分网Kr+aX 以上方程是反应堆中发生的许多核反应中的一种,n为中子,X为待求粒子,a为X的个数,则( )
A.X为质子  a=3
B.X为质子   a=2
C.X为中子  a=2
D.X为中子   a=3
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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