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(11分)(2011•海南)如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,M...

(11分)(2011•海南)如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和M'N'是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m.竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为l.整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨电阻可忽略,重力加速度为g.在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好.求:

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(1)细线少断后,任意时刻两杆运动的速度之比;

(2)两杆分别达到的最大速度.

 

(1)细线少断后,任意时刻两杆运动的速度之比为2; (2)两杆分别达到的最大速度为,. 【解析】 试题分析:细线烧断前对MN和M'N'受力分析,得出竖直向上的外力F=3mg, 细线烧断后对MN和M'N'受力分析,根据动量守恒求出任意时刻两杆运动的速度之比. 分析MN和M'N'的运动过程,找出两杆分别达到最大速度的特点,并求出. 【解析】 (1)细线烧断前对MN和M'N'受力分析, 由于两杆水平静止,得出竖直向上的外力F=3mg. 设某时刻MN和M'N'速度分别为v1、v2. 根据MN和M'N'动量守恒得出:mv1﹣2mv2=0 求出:=2 ① (2)细线烧断后,MN向上做加速运动,M'N'向下做加速运动,由于速度增加,感应电动势增加, MN和M'N'所受安培力增加,所以加速度在减小. 当MN和M'N'的加速度减为零时,速度最大. 对M'N'受力平衡:BIl=2mg ② I= ③ E=Blv1+Blv2 ④ 由①﹣﹣④得:v1=、v2= 答:(1)细线少断后,任意时刻两杆运动的速度之比为2; (2)两杆分别达到的最大速度为,.
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(8分)(2011•海南)如图,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆.ab为沿水平方向的直径.若在a点以初速度v0沿ab方向抛出一小球,小球会击中坑壁上的c点.已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半,求圆的半径.

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(9分)(2011•海南)现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图1所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨低端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A,B 两点的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度.用g表示重力加速度.完成下列填空和作图;

(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为           .动能的增加量可表示为           .若在运动过程中机械能守恒,满分5 manfen5.com与s的关系式为满分5 manfen5.com          

(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:

             

 

1

2

3

4

5

s(m)

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

t(ms)

8.22

7.17

6.44

5.85

5.43

满分5 manfen5.com(×104s﹣2

1.48

1.95

2.41

2.92

3.39

以s为横坐标,满分5 manfen5.com为纵坐标,在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k=           ×104m﹣1.•s﹣2(保留3位有效数字).

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由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出满分5 manfen5.com直线的斜率ko,将k和ko进行比较,若其差值在试验允许的范围内,则可认为此试验验证了机械能守恒定律.

 

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(6分)(2011•海南)图1是改装并校准电流表的电路图,已知表头a的量程为Ig=600μA内阻为Rg,A是标准电流表,要求改装后的电流表量程为I=60mA.完成下列填空.

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(1)图1中分流电阻Rp的阻值为          

(2)在电表改装成后的某次校准测量中,a表的示数如图所是,由此读出流过a电流表的电流为           mA.此时流过分流电阻RP的电流为           mA(保留一位小数)

 

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(4分)(2011•海南)2011年4月10日,我国成功发射第8颗北斗导航卫星,建成以后北斗导航卫星系统将包含多颗地球同步卫星,这有助于减少我国对GPS导航系统的依赖,GPS由运行周期为12小时的卫星群组成,设北斗星的同步卫星和GPS导航的轨道半径分别为R1和R2,向心加速度分别为a1和a2,则R1:R2=           a1:a2=           .(可用根式表示)

 

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(4分)(2011•海南)如图:理想变压器原线圈与10V的交流电源相连,副线圈并联两个小灯泡a和b,小灯泡a的额定功率为0.3w,正常发光时电阻为30Ω,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为0.09A,可计算出原、副线圈的匝数比为           ,流过灯泡b的电流为           A.

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