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如图所示,粗糙、绝缘的直轨道OB固定在水平桌面上,B端与桌面边缘对齐,A是轨道上...

如图所示,粗糙、绝缘的直轨道OB固定在水平桌面上,B端与桌面边缘对齐,A是轨道上一点,过A点并垂直于轨道的竖直面右侧有大小E=1.5×106N/C,方向水平向右的匀强电场。带负电的小物体P电荷量是2.0×10-6C,质量m=0.25kg,与轨道间动摩擦因数μ=0.4,P从O点由静止开始向右运动,经过0.55s到达A点,到达B点时速度是5m/s,到达空间D点时速度与竖直方向的夹角为α,且tanα=1.2。P在整个运动过程中始终受到水平向右的某外力F作用,F大小与P的速率v的关系如表所示。P视为质点,电荷量保持不变,忽略空气阻力,取g=10 m/s2,求:

(1)小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间;

(2)小物体P从A运动至D的过程,电场力做的功。

 

(1)t1=0.5s;(2) 【解析】试题分析:(1)小物体P做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律计算加速度的大小,根据速度公式计算受到的大小; (2)根据物体的运动的不同的过程,逐项计算受到和位移的大小,在利用功的公式来计算电场力做的功; 【解析】 (1)小物体P的速率从0只2m/s,受外力F1=2N,设其做匀变速直线运动的加速度为a1,经过时间△t1,则 F1﹣μmg=ma1① v1=a1△t ② 由式代入数据得△t1=0.5s ③ (2)小物体P从2m/s运动至A点,受外力F2=6N,设其做匀变速直线运动的加速度为a2,则 F2﹣μmg=ma2④ 设小物体P从速度v1经过△t2时间,在A点的速度为v2,则 △t2=0.55s﹣△t1⑤ v2=v1+a2△t2⑥ P从A点至B点,受外力F2=6N、电场力和滑动摩擦力的作用, 设其做匀变速直线运动的加速度为a3,电荷量为q,在B点的速度为v3,从A点至B点的位移为x1,则有: F2﹣μmg﹣qE=ma3⑦ ⑧ P以速度v3滑出轨道右端B点,设水平方向外力为F3,电场力大小为FE, 有FE=F3⑨ F3与FE大小相等方向相反,P水平方向所受合力为零,所以P从B点开始做初速度为v3的平抛运动. 设P从B点运动至D点用是为△t3,水平位移为x2, 由题意知(10) x2=v3△t3(11) 设小物体P从A点至D点电场力做功为W,则有: W=﹣qE(x1+x2) (12) 联立④⑧(10)(12)式并代入数据得W=﹣9.25J. 答: (1)小物体P从开始运动至速率为2m/s所用的时间为0.5s; (2)小物体P从A运动至D的过程,电场力做的功为﹣9.25J.  
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考点分析:
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1)(6分)某同学在探究弹力和弹簧伸长的关系时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图1所示,图2是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1毫米)上位置的放大图,示数l1      cm.。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同钩码,静止时弹簧长度分别是l2l3l4l5。已知每个钩码质量是50g,挂2个钩码时,弹簧弹力F2       N(当地重力加速度g9.8m/s2)。要得到弹簧伸长量x,还需要测量的是       。作出F-x曲线,得到弹力与弹簧伸长量的关系。

2)(11分)用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx。已知电池的电动势约6V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧。可选用的实验器材有:

电流表A1(量程030mA);

电流表A2(量程0100mA);

电压表V(量程06V);

滑动变阻器R1(阻值0);

滑动变阻器R2(阻值0300Ω);

开关S一个,导线若干条。

某同学的实验过程如下:

.设计如图3所示的电路图,正确连接电路。

.将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组UI的值,并记录。以U为纵轴,I为横轴,得到如图4所示的图线。

.断开开关,将Rx改接在BC之间,AB直接相连,其他部分保持不变。重复的步骤,得到另一条U-I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I00),与纵轴U的交点坐标为(0U0)。

回答下列问题:

电流表应选用    ,滑动变阻器应选用     

由图4的图线,得电源内阻r    Ω

I0U0r表示待测电阻的关系式Rx      ,代入数值可得Rx

若电表为理想电表,Rx接在BC之间与接在AB之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围      ,电压表示数变化范围     。(选填相同不同

 

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登上火星是人类的梦想,嫦娥之父欧阳自远透露:中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动,忽略行星自转影响。根据下表,火星和地球相比

行星

半径/m

质量/kg

轨道半径/m

地球

6.4×106

6.0×1024

1.5×1011

火星

3.4×106

6.4×1023

2.3×1011

A.火星的公转周期较小

B.火星做圆周运动的加速度较小

C.火星表面的重力加速度较大

D.火星的第一宇宙速度较大

 

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小型手摇发电机线圈共N每匝可简化为矩形线圈abcd磁极间的磁场视为匀强磁场方向垂直于线圈中心轴OO线圈绕OO匀速转动如图所示.矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0不计线圈电阻则发电机输出电压(  )

A. 峰值是e0    B. 峰值是2e0

C. 有效值是Ne0    D. 有效值是Ne0

 

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直线P1P2过均匀玻璃球球心O,细光束ab平行且关于P1P2对称,由空气射入玻璃球的光路如图.ab光相比( )

A. 玻璃对a光的折射率较大

B. 玻璃对a光的临界角较小

C. b光在玻璃中的传播速度较小

D. b光在玻璃中的传播时间较短

 

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A. 频率是30Hz    B. 波长是3m    C. 波速是1m/s    D. 周期是0.1s

 

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