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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...

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(它的存在对两极板间的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q(q>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处有一固定挡板,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球,它将在电场力作用下由静止开始向左运动,穿过小孔(不与金属板A接触)后与薄板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,经历时间满分5 manfen5.com,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,使得小球每次离开弹簧的瞬间,小球的电荷量都损失一部分,而变成该次刚与弹簧接触时小球电荷量的满分5 manfen5.com(k大于1)

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(1)求小球第一次接触Q时的速度大小;

(2)假设小球被第n次弹回后向右运动的最远处没有到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满分5 manfen5.com的表达式;

(3)假设小球经若干次弹回后向右运动的最远点恰好能到达B板,求小球从开始释放至刚好到达B点经历的时间

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)设小球第一次接触Q的速度为v,接触Q前的加速度为a. 根据牛顿第二定律有 对于小球从静止到与Q接触前的过程,根据运动学公式有 联立解得 (2)小球每次离开Q的速度大小相同,等于小球第一次与Q接触时速度大小 设小球第n次离开Q向右做减速运动的加速度为,速度由v减为零 所需时间为,小球离开Q所带电荷量为,则,,联立解得 小球从第n次接触Q,到本次向右运动至最远处的时间, (3)设小球经N次弹回后,恰好能到达B板,则 又,所以,即 因第一次碰到Q板前的时间 从释放到第一次返回向右至最远处所用的时间为 从第一次返回向右的最远处到第二次返回向右至最远处所用时间为 从释放到第N次返回向右至最远处所用时间为 考点:考查了动能定理、运动学公式、牛顿第二定律,电场力做功 【名师点睛】了解研究对象的运动过程是解决问题的前提,根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题.要注意小球运动过程中各个物理量的变化,本题要求的数学能量较高,是一道综合性很强的题目,  
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考点分析:
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如图所示,在光滑绝缘的水平面上固定着两对几何形状完全相同的平行金属板P、Q和M、N,P、Q和M、N四块金属板相互平行地竖直放置。已知P、Q之间以及M、N之间的距离都是d=0.2m,极板本身的厚度不计,极板长均为L=0.2m,板间电压都是U=6V且P板电势高于Q板电势,金属板右侧边界以外存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B=5T,磁场区域足够大,现有一质量m=满分5 manfen5.com,电量q=-满分5 manfen5.com的小球在水平面上以初速度满分5 manfen5.com=4m/s从平行板PQ间左侧中点满分5 manfen5.com沿极板中线满分5 manfen5.com射入,假设电场仅存在于平行板之间,空气阻力可忽略。

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(1)试求小球刚穿出平行金属板P、Q时的速度;

(2)若要小球穿出平行金属板P、Q后,经磁场偏转射入平行金属板M、N中,且在不与极板相碰的前提下,最终从极板M、N的左侧中点满分5 manfen5.com沿中线满分5 manfen5.com射出,则金属板Q、M间的距离是多少?

 

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由相同材料的木板搭成的轨道如图,其中木板AB、BC、CD、DE、EF……长均为L=1.5m,木板OA和其它木板与水平地面的夹角都为β=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),一个可看成质点的物体在木板OA上从离地高度h=1.8m处由静止释放,物体与木板的动摩擦因数都为μ=0.2,在两木板交接处都用小曲面相连,使物体能顺利地经过,即不损失动能,也不会脱离轨道,在以后的运动过程中,(满分5 manfen5.com),问:

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(1)物体能否静止在木板上?请说明理由;

(2)物体运动的总路程是多少?

(3)物体最终停在何处?并作出解释。

 

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如图所示,平行光滑U形导轨倾斜放置,倾角满分5 manfen5.com,导轨间的距离L=1.0m,电阻R=满分5 manfen5.com=3.0Ω,电容器电容C=满分5 manfen5.com,导轨电阻不计,匀强磁场的方向垂直于导轨平面向上,磁感应强度B=2.0T,质量m=0.4kg,电阻r=1.0Ω的金属棒ab垂直置于导轨上,现用沿轨道平面且垂直于金属棒的大小F=5.0N的恒力,使金属棒ab从静止起沿导轨向上滑行,求:

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(1)金属棒ab达到匀速运动时的速度大小(满分5 manfen5.com);

(2)金属棒ab从静止开始匀速运动的过程中通过电阻满分5 manfen5.com的电荷量。

 

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某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表-------欧姆表

(1)先用如图a所示电路测量该电压表的内阻,图中电源内阻可忽略不计,闭合开关,将电阻箱阻值调到3kΩ时,电压表恰好满偏;将电阻箱阻值调到12kΩ时,电压表指针指在如图b所示位置,则电压表的读数为_________V.由以上数据可得电压表的内阻满分5 manfen5.com=_________kΩ

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(2)将图a的电路稍作改变,在电压表两端接上两个表笔,就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表,如图c所示,为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度,进行了如下操作:闭合开关,将两表笔断开,调节电阻箱,使指针指在“3.0V”处,此处刻度应标阻值为________(填“0”或“∞”);再保持电阻箱阻值不变,在两表笔间接不阻值的已知电阻找出对应的电压刻度,则“1V”处对应的电阻刻度为_______kΩ,

(3)若该欧姆表使用一段时间后,电池内阻不能忽略且变大,电动势不变,但将两表笔断开时条件电阻箱,指针仍能满偏,按正确使用方法再进行测量,其测量结果将________

A、偏大         B、偏小            C、不变               D、无法确定

 

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如图甲所示,2011年11月3日凌晨,我国“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器首次成功实现了空间交会对接试验,这是我国载人太空飞行的又一个里程碑,设想在未来的时间里我国已经建成空间站,空间站绕地球做匀速圆周运动而处于完全失重状态,此时无法用天平称量物体的质量,某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实验装置,如图乙所示,光电传感器B能够接受光源A发出的细微光束,若B被档光就将一个电信号给与连接的电脑,将弹簧测力计右端用细线水平连接在空间站壁上,左端拴在另一穿过了光滑水平小圆管的细线MON上,N处系有被测小球,让被测小球在竖直面内以O点为圆心做匀速圆周运动

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(1)实验时,从电脑中读出小球自第一次至第n次通过最高点的总时间t,和测力计示数F,除此之外,还需要测量的物理量是:____________________

(2)被测小球质量的表达式为m=___________________(用(1)中的物理量的负号表示)

 

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