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1、简答题 如图甲所示,M、N是水平放置的一对金属板,其中M板中央有一个小孔O,两极板加一电压U.AB是一长4L的轻质绝缘细杆,在杆上等间距为L地固定着5个完全相同的带正电小球,每个小球的电荷量为q、质量为m.现将最下端小球置于O处,然后将AB由静止释放,AB在运动过程中始终保持竖直.当极板电压为U0时,经观察发现,在第2个小球进入电场到第3个小球进入电场这一过程中AB做匀速运动.设两金属板间距足够大,求:
(1)两板间电场强度E;?
(2)上述匀速运动过程中速度的大小v1;
(3)第4个小球在O处时速度的大小v2
(4)设第1个小球进入电场到第2个进入电场经历的时间为t0,为了让第2个小球进入电场起AB一直做匀速运动,则电压U随时间t如何变化?请在图乙中画出.

参考答案:(1)据题,在第2个小球进入电场到第3个小球进入电场的过程中AB做匀速运动,电场力与重力平衡,则有
? 2qE=5mg,得:E=5mg2q
(2)研究第1个小球进入电场的过程,根据动能定理得:
? 5mgL-qEL=52mv12 ?解得:v1=
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 两个正点电荷Q1=Q和Q2=4Q分别置于固定在光滑绝缘水平面上的A、B两点,A、B两点相距L,且A、B两点正好位于水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处,如图所示.
(1)现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处静止释放,求它在AB连线上运动过程中达到最大速度时的位置离A点的距离.
(2)若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放,已知它在管内运动过程中速度为最大时的位置在P处.试求出图中PA和AB连线的夹角θ.
参考答案:(1)正点电荷在A、B连线上速度最大处对应该电荷所受合力为零,即kQ1qx2=kQ2q(L-x)2
解得:x=L3
(2)点电荷在P点处如其所受库仑力的合力沿OP方向,则它在P点处速度最大,即此时满足
tanθ=F2F1=k4Qq(2Rsinθ)2kQq(2Rcosθ)2=4cos2θsin2θ
即得?θ=arctan34
本题解析:
本题难度:一般
3、实验题 物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。


(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如上图所示。根据图中数据计算的加速度a=_________(保留三位有效数字)。
(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有_________。(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度l
B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2
D.托盘和砝码的总质量m3
E.滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是_________。
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=_________(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)。与真实值相比,测量的动摩擦因数_________(填“偏大”或“偏小”)。写出支持你的看法的一个论据:_________________。
参考答案:(1)0.497m/s2(0.495~0.497m/s2都对)
(2)①CD;②天平
(3)
;偏大;忽略了纸带与限位孔之间的摩擦力、空气阻力、滑轮处的摩擦力、细绳的质量、导致滑动摩擦因数偏大
本题解析:
本题难度:困难
4、选择题 如图所示,水平细杆上套一环A,环A与B球间用一轻绳相连,质量分别为mA、mB.由于B球受到风力作用,环A与B球一起向右匀速运动.已知细绳与竖直方向的夹角为θ.则下列说法中正确的是( )
A.风速增大时,轻质绳对球B的拉力保持不变
B.球B受到的风力F为mBgtanθ
C.杆对A环的支持力随着风速的增加而增加
D.环A与水平细杆间的动摩擦因数为

参考答案:A、B、对球B受力分析,受重力、风力和拉力,如左图

? 风力F=mBgtanθ,故B正确;
? 绳对B球的拉力T=mBgcosθ
当风力增大时,θ增大,则T增大.故A错误.
C、D、把环和球当作一个整体,对其受力分析,受重力(mA+mB)g、支持力N、风力F和向左的摩擦力f,如右图
根据共点力平衡条件可得:杆对A环的支持力大小
? N=(mA+mB)g、
? f=F
则A环与水平细杆间的动摩擦因数为μ=fN=mBgtanθmA+mB,故D错误;
对整体分析,竖直方向上杆对环A的支持力NA=(mA+mB)g,故C错误;
故选B.
本题解析:
本题难度:简单
5、计算题 如图所示,用弹簧秤称物块时,静止时弹簧秤读数是F1=7.5N。用弹簧秤拉着物块沿着倾角为θ=37°的斜面向上匀速滑动时,弹簧秤读数是F2=6N,弹簧秤的拉力方向与斜面平行。求物块与斜面间的动摩擦因数。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

参考答案:解:用弹簧秤称物块时根据平衡条件可得:F1=G=7.5N
用弹簧秤拉着物块沿着斜面匀速上滑过程中,受力如图所示
?
根据平衡条件可得:F=f+Gsinθ ①,f=
②
由两个式子可得:
本题解析:
本题难度:一般