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真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运...

真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0,在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变。持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点。重力加速度大小为g。

(1)油滴运动到B点时的速度;

(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件。已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。

 

(1) (2) 【解析】(1)设油滴质量和电荷量分别为m和q,油滴速度方向向上为整。油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动,故匀强电场方向向上。在t=0时,电场强度突然从E1增加至E2时,油滴做竖直向上的匀加速运动,加速度方向向上,大小a1满足 ① 油滴在时刻t1的速度为 ② 电场强度在时刻t1突然反向,油滴做匀变速直线运动,加速度方向向下,大小a2满足 ③ 油滴在时刻t2=2t1的速度为 ④ 由①②③④式得 ⑤ (2)由题意,在t=0时刻前有 ⑥ 油滴从t=0到时刻t1的位移为 ⑦ 油滴在从时刻t1到时刻t2=2t1的时间间隔内的位移为 ⑧ 由题给条件有⑨ 式中h是B、A两点之间的距离。 若B点在A点之上,依题意有 ⑩ 由①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得 ⑪ 为使,应有 ⑫ 即当⑬ 或⑭ 才是可能的:条件⑬式和⑭式分别对应于和两种情形。 若B在A点之下,依题意有 ⑮ 由①②③⑥⑦⑧⑨⑮式得 ⑯ 为使,应有 ⑰ 即 ⑱ 另一解为负,不符合题意,已舍去。  
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考点分析:
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一质量为8.00×104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60×105 m处以7.5×103 m/s的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s2。(结果保留2位有效数字)

(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;

(2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。

 

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某同学研究小灯泡的伏安特性,所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8 V,额定电流0.32 A);电压表(量程3 V,内阻3 kΩ);电流表(量程0.5 A,内阻0.5 Ω);固定电阻R0(阻值1 000 Ω);滑动变阻器R(阻值0~9.0 Ω);电源E(电动势5 V,内阻不计);开关S;导线若干。

(1)实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量,画出实验电路原理图。

(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图(a)所示。

 

由实验曲线可知,随着电流的增加小灯泡的电阻_________(填“增大”“不变”或“减小”),灯丝的电阻率__________(填“增大”“不变”或“减小”)。

(3)用另一电源E0(电动势4 V,内阻1.00 Ω)和题给器材连接成图(b)所示的电路,调节滑动变阻器R的阻值,可以改变小灯泡的实际功率。闭合开关S,在R的变化范围内,小灯泡的最小功率为____________W,最大功率为___________W。(结果均保留2位小数)

 

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某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。实验时保持桌面水平,用手轻推一下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)

(1)由图(b)可知,小车在桌面上是____________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。

(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为___________m/s,加速度大小为____________m/s2。(结果均保留2位有效数字)

 

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如图,柔软轻绳ON的一端O固定,其中间某点M拴一重物,用手拉住绳的另一端N,初始时,OM竖直且MN被拉直,OM与MN之间的夹角)。现将重物向右上方缓慢拉起,并保持夹角不变在OM由竖直被拉到水平的过程中

A.MN上的张力逐渐增大

B.MN上的张力先增大后减小

C.OM上的张力逐渐增大

D.OM上的张力先增大后减小

 

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在一静止点电荷的电场中,任一点的电势与该点到点电荷的距离r的关系如图所示。电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别Ea、Eb、Ec和Ed。点a到点电荷的距离ra与点a的电势a已在图中用坐标(raa)标出,其余类推。现将一带正的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点移动的过程中,电场力所做的功分为Wab、Wbc和Wcd。下列选项正确的是

AEa:Eb=4:1

B.Ec:Ed=2:1

C.Wab:Wbc=3:1

D.Wbc:Wcd=1:3

 

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