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如图所示,倾角为37°的光滑绝缘的斜面上放着M=1kg的U型导轨abcd,ab∥...

如图所示,倾角为37°的光滑绝缘的斜面上放着M=1kg的U型导轨abcd,ab∥cd。另有一质量m=1kg的金属棒EF平行bc放在导轨上,EF下侧有绝缘的垂直于斜面的立柱P、S、Q挡住EF使之不下滑。以OO′为界,下部有一垂直于斜面向下的匀强磁场,上部有平行于斜面向下的匀强磁场。两磁场的磁感应强度均为B=1T,导轨bc段长L=1m。金属棒EF的电阻R=1.2Ω,其余电阻不计。金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.4,开始时导轨bc边用细线系在立柱S上,导轨和斜面足够长。当剪断细线后,试求:

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(1)细线剪短瞬间,导轨abcd运动的加速度;                                              

(2)导轨abcd运动的最大速度;

(3)若导轨从开始运动到最大速度的过程中,流过金属棒EF的电量q=5C,则在此过程中,系统损失的机械能是多少?(sin37°=0.6)

 

(1)a=2.8m/s2(2)vm=5.6m/s(3)20.32J 【解析】 试题分析:(1)线剪断瞬间,对导轨用牛顿第二定律:                               (2分) 其中   解得:a=2.8m/s2。  (1分) (2)对导轨下滑过程用牛顿第二定律:                           (2分) 把及代入得: =gsin37°-μgcos37°-(1-μ) 令上式a=0,得导轨的最大速度为: vm=5.6m/s    (3分) (3)设导轨下滑距离d时达到最大速度,则有: q=I△t=="BLd/R"            (2分) 解得: d=6m     (1分) 对系统用能量守恒定律得: (2分) 代入数据解得:=20.32J   (1分) 考点:考查能量守恒定律与电磁感应定律的应用
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考点分析:
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如图所示,某传送带装置倾斜放置,倾角说明: 满分5 manfen5.com=37o,传送带AB长度xo=l0m。有一水平平台CD高度保持6.45m不变。现调整D端位置,当D、B的水平距离合适时,自D端水平抛出的物体恰好从B点沿BA方向冲上斜面,此后D端固定不动,g=l0m/s2。另外,传送带B端上方安装一极短的小平面,与传送带AB平行共面,保证自下而上传送的物体能沿AB方向由B点斜向上抛出。(sin37o=0.6,cos37o=0.8)

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(1)求D、B的水平距离;

(2)若传送带以5m/s的速度逆时针匀速运行,某物体甲与传送带间动摩擦因数说明: 满分5 manfen5.com1=0.9,自A点沿传送带方向以某一初速度冲上传送带时,恰能水平落到水平台的D端,求物体甲的最大初速度vo1

(3)若传送带逆时针匀速运行,某物体乙与传送带间动摩擦因数说明: 满分5 manfen5.com2=0.6,自A点以vo2=11m/s的初速度沿传送带方向冲上传送带时,恰能水平落到水平台的D端,求传送带的速度v′。

 

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如图a所示,竖直光滑杆固定不动,上面套有下端接触地面的轻弹簧和一个小物体。将小物体在一定高度静止释放,通过传感器测量到小物体的速度和离地高度h并做出其动能-高度图b。其中高度从0.35m下降到0.3m范围内图像为直线,其余部分为曲线。以地面为零势能面,根据图像求:

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(1)小物体的质量m为多少?

(2)轻弹簧弹性势能最大时,小物体的动能与重力势能之和为多大?

(3)把小物体和轻弹簧作为一个系统研究,系统具有的最小势能为多少?

 

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如图所示,两个截面积都为S的圆柱形容器,右边容器高为H,上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相连,容器、活塞和细管都是绝热的。开始时阀门关闭,左边容器中装有理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直至系统达到新的平衡,此时理想气体的温度增加为原来的1.4倍,已知外界大气压强为p0,求此过程中气体内能的增加量。说明: 满分5 manfen5.com

 

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有同学在做“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时,缓慢推动活塞,在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中,多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机,同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后,计算机屏幕上显示出如右图所示的p-V图线(其中实线是实验所得图线,虚线为一根参考双曲线)。

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(1)仔细观察不难发现,该图线与玻意耳定律不够吻合,造成这一现象的可能原因是:________________________________________________________;

(2)(单选题)由于此图无法说明p与V的确切关系,所以改画p-1/V图像。画出的p-1/V图像应当是(      )                                    

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(3)若另一组同学操作时用手握住了注射器,作出的p-V图像_____________(选填“可能”“不可能”)与题干的图像相同。

 

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如图甲所示,两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L1=1m,导轨平面与水平面成θ=30°角,上端连接阻值R=1.5Ω的电阻;质量为m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的匀质金属棒ab放在两导轨上,距离导轨最上端为L2=4m,棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中,该匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。(g=10m/s2

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(1)保持ab棒静止,在0~4s内,通过金属棒ab的电流多大?方向如何?

(2)为了保持ab棒静止,需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力F,求当t=2s时,外力F的大小和方向;

(3)5s后,撤去外力F,金属棒将由静止开始下滑,这时用电压传感器将R两端的电压即时采集并输入计算机,在显示器显示的电压达到某一恒定值后,记下该时刻棒的位置,测出该位置与棒初始位置相距2.4m,求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻R上产生的焦耳热。

 

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