如图所示,在光滑绝缘水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B.A球的带电量为+2q,B球的带电量为-3q,两球组成一带电系统.虚线MN与PQ平行且相距3L,开始时A和B分别静止于虚线MN的两侧,虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线.若视小球为质点,不计轻杆的质量,在虚线MN、PQ间加上水平向右的电场强度为E的匀强电场后,系统开始运动.试求:
(1)B球刚进入电场时,带电系统的速度大小;
(2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中B球电势能的变化量;
(3)A球从开始运动至刚离开电场所用的时间.
考点分析:
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如图,AB为粗糙的长直斜面,动摩擦因数μ=0.4,与水平方向的夹角θ=37°,BC为光滑水平面,CDE为光滑曲面,B、C两接口处均光滑连接.D、E两点离水平地面的高度分别为h
1=8.64m,h
2=4m.一质量m=0.20kg的滑块由斜面上某一点P从静止开始下滑,在斜面上始终受一水平向右恒力F=1N的作用,到达B点时立即撤去拉力F,从P点到达C点共经历t=3s.已知PB与BC长度之和为32m.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s
2)
(1)滑块沿AB段运动时加速度a和所用时间t
1;
(2)若水平向右恒力F大小可调,则恒力F在何范围内可使滑块沿PB、BC运动越过曲面落地.某同学对第二问的解答如下:若要使滑块越过曲面落地,则离开曲面E点时的速度至少为0.从P点至E点列出动能定理.即可求得所需的最小恒力.请判断该同学的解答是否正确,并说明理由,若该同学解答错误则求出正确的恒力范围.
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如图(甲)所示为一下粗上细且上端开口的薄壁玻璃管,管内有一部分水银封住密闭气体,上管足够长,图中大小截面积分别为S
1=2cm
2、S
2=1cm
2,粗细管内水银长度分别为h
1=h
2=2cm,封闭气体长度为L=22cm.大气压强为p
=76cmHg,气体初始温度为57℃.求:
(1)若缓慢升高气体温度,升高至多少开尔文方可将所有水银全部挤入细管内;
(2)若温度升高至492K,液柱下端离开玻璃管底部的距离;
(3)在图(乙)中作出全过程的p-V图象.
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某同学在研究“一定质量气体温度不变时压强和体积关系”实验中,将一气缸如图(甲)开口端向右水平固定放置,活塞面积为S,厚度不计,封闭气体长度为L,大气压强为p
.现用一水平向左的作用力缓慢推动活塞,设活塞向左移动距离为x.
(1)通过力传感器对水平推力的测定,该同学将推力F作为纵坐标,则横坐标应该设置为
,便可作出图(乙)中图象,且满足图线截距和斜率大小相等.图中斜率的含义为
(用题目中符号表示).
(2)该同学发现实验时图线(乙)中随着F的增大,图线呈现向下弯曲的趋势.试分析原因
.
(3)该同学为了研究第(2)小题中图线呈现向下弯曲的趋势的原因,作出了该过程的p-V图象,则图(丙)中的四条图线(图线①②为双曲线)符合这一过程的是图线
.
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在“测定某电源的电动势和内阻”实验中,实验电路如图(甲)所示,R为电阻箱,阻值范围0~9999Ω,R
是保护电阻,V为理想电压表.该同学连接好电路后,闭合电键S,改变电阻箱的电阻值,读取电压表的示数.根据读取的多组数据,他画出了图(丙)所示的图象.
(1)请在图(乙)中选择合适的器材根据电路图(甲)画线连接实物图.
(2)在图(丙)所示图象中,当
=0.10V
-1时,外电路处于______状态.(选填“通路”、“断路”或“短路”).
(3)根据该图象可求得该电池的电动势E=______V,内阻r=______Ω.
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在“用单摆测定重力加速度”的实验中:
(1)某同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验,各组实验的测量数据如下.若要精确计算当地的重力加速度值,应选用第
组实验数据.
组别 | 摆球材料 | 摆长L/m | 最大摆角 | 全振动次数 N/次 |
1 | 铜 | 0.40 | 15° | 20 |
2 | 铁 | 1.00 | 5° | 50 |
3 | 铝 | 0.40 | 15° | 10 |
4 | 木 | 1.00 | 5° | 50 |
(2)某同学选择了合理的实验装置后,测量出几组不同摆长L和周期T的数值,画出T
2-L图线(以T
2为纵轴),并算出图线的斜率为k,则当地的重力加速度g=
(用符号表示).
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