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如图所示,两块相同的金属板M和N正对并水平放置,它们的正中央分别有小孔O和O′,...

如图所示,两块相同的金属板M和N正对并水平放置,它们的正中央分别有小孔O和O′,两板间距离为2L,两板间存在竖直向上的匀强电场.AB是一长3L的轻质绝缘细杆,杆上等间距地固定着四个完全相同的带电小球(1、2、3、4),每个小球的电荷量为q、质量为m,相邻小球间的距离为L.第一个小球置于孔O处,将AB由静止释放,观察发现,从第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场这一过程中AB杆一直做匀速直线运动,且杆保持竖直.求:
(1)两板间电场强度E;
(2)第4个小球刚要离开电场时杆的速度;
(3)从第2个小球刚进入电场开始计时,到第4个小球刚要离开电场所用的时间.

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(1)从第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场这一过程中AB杆一直做匀速直线运动,受力平衡,根据电场力等于重力即可求解; (2)对整个过程运用动能定理即可求解; (3)第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场这段时间,整个杆做匀速直线运动,求出此过程时间,第3个小球离开电场后,只有第4个小球在电场中,杆做匀加速直线运动,再求出此过程时间,两段时间之和即为所求时间. 【解析】 (1)从第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场这一过程中AB杆一直做匀速直线运动,受力平衡,则有: 2qE=4mg, E=, (2)从静止开始到第4个小球刚要离开电场得过程中运用动能定理得: 4mg×5L-4qE×2L=×4mv2 解得:v=, (3)设杆匀速运动时速度为v1,对第1个小球刚进入电场到第3个小球刚要进入电场这个过程,应用动能定理得: 4mg×2L-qE(L+2L)=×4mv12 解得:v1= 第2个小球刚进入电场到第3个小球刚要离开电场这段时间,整个杆做匀速直线运动,设运动时间为t1,则: t1== 第3个小球离开电场后,只有第4个小球在电场中,杆做匀加速直线运动,设运动时间为t2,则: t2== 所以总时间为:t=t1+t2= 答:(1)两板间电场强度E为; (2)第4个小球刚要离开电场时杆的速度为; (3)从第2个小球刚进入电场开始计时,到第4个小球刚要离开电场所用的时间为.
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考点分析:
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manfen5.com 满分网如图所示,在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A、B的质量均为m,C的质量为4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.释放C后它沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度.求:
(1)斜面倾角α
(2)B的最大速度vBm
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质量为4m的木块固定在水平面上,被质量为m、初动能为E的子弹水平击中,子弹穿出木块后的动能为manfen5.com 满分网E.现有相同的木块静止在光滑水平面上,让相同的子弹以同样的初动能水平射击该木块.求:子弹击中木块后,木块最终获得的动能E.(设子弹在木块中所受阻力为定值)
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(1)如图所示,线圈abcd的面积是0.05m2,共100匝;线圈总电阻r=1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度B=manfen5.com 满分网T,线圈以角速度ω=100πrad/s匀速转动.
①若线圈经图示位置时开始计时,写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式.
②求通过电阻R的电流有效值.
(2)如图所示,半径为R的绝缘光滑半圆弧轨道固定在竖直平面内,匀强磁场垂直轨道所在的平面,在半圆弧的最低点C接有压力传感器.质量为m、带电量为+q的小球从轨道边缘的A处由静止释放.从传感器传来的数据发现,小球第一次通过C点时对轨道底部的压力恰好为零.重力加速度为g.求匀强磁场的磁感应强度.

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(1)为了验证“当质量一定时,物体的加速度与它所受的合外力成正比”.一组同学用图甲所示的装置进行实验,并将得到的实验数据描在图13乙所示的坐标图中.
①在图乙中作出a-F图线.
②由a-F图线可以发现,该组同学实验操作中遗漏了______这个步骤.
③根据a-F图线可以求出系统的质量是______(保留两位有效数字).
(2)通过《探究弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系》实验,我们知道在弹性限度内,弹簧弹力F的大小与弹簧的伸长(或压缩)量x成正比,并且不同的弹簧,其劲度系数不同.已知一根原长为L、劲度系数为k1的长弹簧A,现把它截成长为manfen5.com 满分网Lmanfen5.com 满分网L的B、C两段,设B段的劲度系数为k2、C段的劲度系数为k3,关于k1、k2、k3的大小关系,同学们做出了如下猜想.
甲同学:既然是同一根弹簧截成的两段,所以,k1=k2=k3
乙同学:同一根弹簧截成的两段,越短劲度系数越大,所以,k1<k2<k3
丙同学:同一根弹簧截成的两段,越长劲度系数越大,所以,k1>k2>k3
①为了验证猜想,可以通过实验来完成.实验所需的器材除铁架台外,还需要的器材有.
②简要写出实验步骤.
③如图是实验得到的图线.根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系?
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(1)图所示的电路,ab、cd、ef、gh四根导线中有一根是断的,其它三根导线及电源、电阻R1、R2、电键S都是好的,为了查出哪根导线断了,在电键S闭合的情况下,某同学准备将多用表的红表笔固定接在电源的正极a,再将黑表笔先后分别依次接b端、d端和f端,并观察多用表的示数,测量前该同学应将多用表调至______(将选项代号的字母填在横线上).
A.欧姆挡        B.直流2.5V挡
C.直流10V挡     D.直流0.5A挡
(2)一只小灯泡,标有“3V 1.5w”字样.现要描绘小灯泡0~3V的伏安特性曲线.实验器材有:
A.最大阻值为10Ω的滑动变阻器
B.电动势为6V、内阻约为1.0Ω的电源
C.量程为0.6A、内阻约为1.0Ω的电流表Al
D.量程为3A、内阻约为0.1Ω的电流表A2
E.量程为3V、内阻约为6kΩ的电压表Vl
F.量程为15V、内阻约为10kΩ的电压表V2
G.开关、导线若干
①电压表应选用______;电流表应选用______.(将选项代号的字母填在横线上)
②在该实验中,设计了如图12所示的四个电路.为了减小误差,应选取的电路是______(将选项代号的字母填在横线上)
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③以下是该实验的操作步骤:
A.将电流表、电压表、变阻器、小灯泡、电源、开关正确连接成电路.
B.调节滑动变阻器触头的位置,保证闭合开关前使变阻器与小灯泡并联部分的阻值最大.
C.闭合开关,记下电流表、电压表的一组示数(U,I),移动变阻器的滑动触头,每移动一次记下一组(U,I)值,共测出12组数据.
D.按所测数据,在坐标纸上描点并将各点用直线段连接起来,得出小灯泡的伏安特性曲线.
指出以上步骤中存在错误或不妥之处:______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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