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(16分)如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一倾角的光滑绝缘斜面上,导轨间距L...

(16分)如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一倾角满分5 manfen5.com的光滑绝缘斜面上,导轨间距L,导轨电阻忽略不计且足够长,一宽度为d的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁感应强度B。另有一长为2d的绝缘杆将一导体棒和一边长为d(d <L)的正方形线框连在一起组成的固定装置,总质量为m,导体棒中通有大小恒为I的电流将整个装置置于导轨上。开始时导体棒恰好位于磁场的下边界处,由静止释放后装置沿斜面向上运动,当线框的下边运动到磁场的上边界MN处时装置的速度恰好为零,之后装置将向下运动,然后再向上运动,经过若干次往返后,最终整个装置将在斜面上作稳定的往复运动。已知B=2.5T,I=0.8A,L=0.5m,m=0.04kg,d=0.38m,取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:

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(1)装置被释放的瞬间,导线棒加速度的大小;

(2)装置被释放线框下边运动到磁场上边界MN处过程中线框中产生的热量;

(3)装置作稳定的往复运动后,导体棒的最高位置与最低位置之间的距离。

 

(1) (2) (3) 【解析】 试题分析:(1)由 (3分) 代入数据解得 (2分) (2)设装置由静止释放到线框下边运动到磁场上边界的过程中,线框克服感应电流所受安培力做功为W,根据动能定理有 (2分) 代入数据解得 (2分) (1分) (3)装置往复运动后,线框的上边到达磁场的下边将不再向上运动,导体棒的最高位置距磁场上边界为d (2分) 导体棒的最低位置在磁场内,设距离上边界为x,有 (2分) 代入数据解得 (1分) 即 (1分) 考点:本题考查安培力、牛顿第二定律、动能定理。  
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考点分析:
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(14分)在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在足够长的固定的水平长木板上,如图1所示用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力Ff 随拉力F变化的图,如图2所示。已知木块质量为0.78kg,g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80。求:

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(1)木块与长木板间的动摩擦因数;

(2)若木块在与水平方向成满分5 manfen5.com斜向右上方的恒定拉力F作用下,以a=2.0m/s2的加速度从静止开始做匀变速直线运动,如图3所示,拉力F的大小应为多大?

(3)在(2)中力作用2s后撤去拉力F,木块还能滑行多远?

 

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(13分)某实验小组在对实验室的一个多用电表中的电池进行更换时发现,里面除了一节1.5V的干电池外,还有一个方形的电池(层叠电池)。为了测定该电池的电动势和内电阻,实验室提供下列器材:

A.电压表V(量程3V、15V)

B.安培表A(量程0.6A、3A)

C.滑动变阻器R(0~50Ω,4.5A)

D.定值电阻R0(阻值5Ω)

E.开关与导线若干

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①该同学根据现有的实验器材,设计了如图1所示的电路,请按照电路图在图2上将实物连线补充完整。(层叠电池电动势约为9V)

②开关闭合前,将滑动变阻器的滑片P置于右端a点

③下表为滑片从右端a点向左h点移动过程中,逐次经过不同位置点时测得的U、I值。该同学将测得的数据在UI坐标中描点连线,如3所示。根据图线求得该电池的电动势E=          V,内电阻r=          Ω。

位置点

a

b

c

d

e

f

g

U/V

9.0

9.0

6.0

5.5

5.0

4.5

4.0

I/A

0.0

0.0

0.30

0.34

0.39

0.46

0.50

④从表中数据可判断在相邻位置点          之间电路一定存在故障(填“ab”、“bc”、“cd”、“de”、“ef”或“fg”),并分析该处故障产生的原因是                         

 

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6分)利用图所示装置进行验证机械能守恒定律的验时,需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。

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①某同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案。

a.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过满分5 manfen5.com,计算出瞬时速度v。

b.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过满分5 manfen5.com计算出瞬时速度v。

c.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度v,测算出瞬时速度,并通过满分5 manfen5.com,计算得出高度h。

d.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,测算出瞬时速度v。

以上方案中只有一种正确,正确的是             。(填入相应的字母序号

②实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器的摩擦阻力,使重锤获得的动能往往       它所减小的重力势能(选填“大于”、“小于”或“等于”)。

③如果以v2/2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出v2/2-h图线是一条通过坐标原点的倾斜直线,该直线的斜率是                

 

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某月球探测卫星先贴近地球表面绕地球做匀速圆周运动,此时其动能为Ek1周期为T1;再控制它进行一系列变轨,最终进入贴近月球表面的圆轨道做匀速圆周运动,此时其动能为Ek2,周期为T2地球的质量为M1,月球的质量为M2,则满分5 manfen5.com

A.满分5 manfen5.com     B.满分5 manfen5.com    C.满分5 manfen5.com      D.满分5 manfen5.com

 

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如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴上的点a(0,L)。一质量为m、电荷量为e的电子从a点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场,并从x轴上的b点射出磁场,此时速度的方向与x轴正方向的夹角为60°下列说法正确的是

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A.电子在磁场中运动的半径为L

B.电子在磁场中运动的时间为2πL/3v0

C.磁场的磁感应强度为mv0/eL

D.电子在磁场中做圆周运动的速度不变

 

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