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如图所示,竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R,圆心为O,下端与绝缘水平轨道在B...

如图所示,竖直放置的半圆形光滑绝缘轨道半径为R,圆心为O,下端与绝缘水平轨道在B点平滑连接.一质量为m、带电量为+q的物块(可视为质点),置于水平轨道上的A点.已知AB两点间的距离为L,物块与水平轨道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.

(1)若物块能到达的最高点是半圆形轨道上与圆心O等高的C点,则物块在A点水平向左运动的初速度应为多大?

(2)若整个装置处于方向竖直向上的匀强电场中,物块在A点水平向左运动的初速度,沿轨道恰好能运动到最高点D,向右飞出.则匀强电场的场强为多大?

(3)若整个装置处于水平向左的匀强电场中,场强的大小.现将物块从A点由静止释放,运动过程中始终不脱离轨道,求物块第2n(n123…)次经过B点时的速度大小.

 

(1) (2) (3) 【解析】试题分析:(1)设物块在A点的速度为v1,由动能定理有 -μmgL-mgR=0-m (3分) 解得 v1=(2分) (2)设匀强电场的场强大小为E、物块在D点的速度为vD,则 mg-Eq=(2分) -μ(mg-Eq)L-(mg-Eq)·2R=m-m (2分) 解得 E=(2分) (3)设第2、4、6、…、2n次经过B点时的速度分别为v2、v4、…、v2n,第2、4、6、…、2(n-1)次离开B点向右滑行的最大距离分别为L1、L2、…、Ln-1,则 (qE-μmg)L=m -(qE+μmg)L1=0-m (qE-μmg)L1=m 解得(1分) 同理= …… =(1分) 综上可得(1分) v2n=(1分)
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考点分析:
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某同学设计用伏安法测量一节干电池的电动势和内电阻.除待测干电池外,实验室可供选择的主要器材有:电压表V(量程,内阻未知);电流表A(量程,内电阻);电阻箱);滑动变阻器);开关;导线若干.

(1)用图甲的电路测定电压表V的内阻.将调到,滑动变阻器的滑动触头移到_________(选填左端”“右端任意)位置.然后闭合开关;

(2)反复调节滑动变阻器的滑动触头,让电压表满偏;

(3)保持滑动触头位置不变,反复调节.当电压表的示数为时, 的值为,则电压表的内阻为_______

(4)为满足用伏安法测量电源电动势和内电阻对器材的要求,并保证实验的精确度,应将电压表的量程扩大为原量程的倍,则电阻箱的阻值应调为_______

(5)设计测量电源电动势和内电阻的电路并将它画在指定的方框内_________(图中标明器材符号);

(6)多次改变滑动变阻器接入电路的值,记录多组电压表V的示数与电流表A的示数,经描点、连接得到图像如图乙所示.根据图像可求得该干电池的电势______ ;内电阻___________ .(结果均保留位小数)

 

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一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,进行了如下实验:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一个小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小钢球在空中飞行后落在水平地面上,水平距离为s.

(1)小钢球离开桌面时的速度大小为v0_______,弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式为Ep________.

(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:

由实验数据,可确定弹性势能Ep与弹簧的压缩量x的关系为__________(式中k为比例系数)

A.Epkx   B.     CEpkx2  D.

 

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如图所示,竖直光滑导轨上端接入一定值电阻RC1C2是半径都为a的两圆形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外,区域C1中磁场的磁感应强度随时间按B1bkt(k>0)变化,C2中磁场的磁感应强度恒为B2一质量为m 、电阻为r、长度为L的金属杆AB穿过区域C2的圆心垂直地跨放在两导轨上,且与导轨接触良好,并恰能保持静止.则(  )

A. 通过金属杆的电流大小为

B. 通过金属杆的电流方向为从BA

C. 定值电阻的阻值为R

D. 整个电路的热功率P

 

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把皮球从地面以某一初速度竖直上抛,经过一段时间后皮球又落回抛出点,上升最大高度的一半处记为A点。以地面为零势能面。设运动过程中受到的空气阻力大小与速率成正比,则(  )

A. 皮球下降过程中重力势能与动能相等的位置在A点下方

B. 皮球上升过程中重力的冲量大于下降过程中重力的冲量

C. 皮球上升过程与下降过程空气阻力的冲量大小相等

D. 皮球上升过程中的克服重力做功大于下降过程中重力做功

 

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如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m,电阻为R。在金属线框的下方有一匀强磁场区域,MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc边平行,磁场方向垂直于线框平面向里.现使金属线框从MIN;上方某一高度处由静止开始下落,如图乙是金属线框由开始下落到完全穿出匀强进场区域瞬间的v一t图像。图像中的物理量均为已知量。重力加速度为g,.不计空气阻力。下列说法正确的是

A.金属线框刚进人磁场时感应电流方向沿adcba方向

B.金属线框的边长为v1t:2一t1

C.磁场的磁感应强度为

D.金属线框在0一t4的时间内所产生的热量为

 

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