25、(21分)绝缘材料制成的圆柱形细管质量为4m、带电荷量为+q、管长为h,管底封闭且水平,由于空间有竖直向上的匀强电场,它刚好能竖直静止。现从其管口无初速释放一个绝缘的、不带电的、质量为m的小球(直径小于管的内径,可以视为质点),不计空气对小球和细管的作用力,在小球和细管的运动或碰撞过程中,不会改变各自的带电情况,已知重力加速度为g,问:
(1)电场强度E多大?
(2)小球第一次与管底碰撞前瞬间的速度多大?
(3)小球与管底的碰撞为弹性碰撞(机械能不变)且碰撞时间可忽略,小球第二次与管底碰前瞬间的速度多大?
24、(20分)如图所示,水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接,圆弧的半径R=0.40m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104N/C。现有一质量m=0.10kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零。已知带正电体所带电荷q=8.0×10-5C,取g=10m/s2,求:
(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小;
(2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;
(3)带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力和摩擦力对带电体所做的功各是多少。
23、(14分)如图9-11(a),质量m=1kg的物体沿倾角的固定粗糙斜面由静止开始向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速成正比,比例系数用k表示,物体加速度a与风速的关系如图(b)所示(sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)比例系数k。
22、填空题(其中I题、Ⅱ题每空2分,Ⅲ题每空3分)
Ⅰ.物块A1、A2、B1和B2的质量均为m,A1、A2用刚性轻杆连接,B1、B2用轻质弹簧连接,两个装置都放在水平的支托物上,处于平衡状态,如图所示。今突然撤去支托物、让物块下落,在除去支托物的瞬间,A2受到的合力为F1,B2受到的合力为F2,则F1= ,F2= ,
Ⅱ.如图所示,在重力加速度为g的空间,有一个带电荷量为+Q的场源电荷置于O点,B、C为以O为圆心、半径为R的竖直圆周上的两点,A、B、O在同一竖直线上,AB=R,O、C在同一水平线上。现在有一质量为m、电荷量为-q的有孔小球,沿光滑绝缘细杆AC从A点由静止开始滑下,滑至C点时速度的大小为。则B、A两点间电势差大小为 ,若从A点自由释放,下滑到B点的速度大小为 。
Ⅲ.(6分)为研究滑块的运动,选用滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板、以及由漏斗和细线构成的单摆等组成如图甲所示的装置,实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时让单摆垂直于纸带运动方向做小摆幅摆动,漏斗可以漏出很细的有色液体,在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置,如图乙所示
①漏斗和细线构成的单摆在该实验中所起的作用与下列哪个仪器相同?
(填写仪器序号)
A.打点计时器 B.秒表 C.毫米刻度尺 D.电流表
②已知单摆周期T=2s,在图乙中AB=24.10cm,BC=27.90cm,CD=31.90cm、DE=36.10cm,则单摆在经过D点时,滑块的瞬时速度为VD= m/s,滑块的加速度为 图乙
a= m/s2(保留两位小数)
21、如图所示为研究决定平行板电容器电容大小因素的实验
装置。两块相互靠近的等大正对平行金属板M、N组成
电容器,板N固定在绝缘座上并与静电计中心杆相接,
板M和静电计的金属壳都接地,板M上装有绝缘手柄,
可以执手柄控制板M的位置。在两板相距一定距离时,
给电容器充电,静电计指针张开一定角度。在整个实验
过程中,保持电容器所带电荷量不变,对此实验过程的描述,下列说法正确的是( )
A.只将板M从图示位置稍向左平移,静电计指针张角变小
B.只将板M从图示位置沿垂直纸面向外的方向稍微平移,静电计指针张角变大
C.只将板M从图示位置稍向上平移,静电计指针张角减小
D.只在M、N之间插入云母板,静电计指针张角变大
第Ⅱ卷(非选择题 共10题 共174分)
20、如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线,A、B是这条电场线上的两点,一个带
负电的粒子在只受电场力的情况下,以速度经过A点向B点运动,经一段时间后,
该带电粒子以速度经过B点,且与方向相反,
则( )
A.A点的场强一定大于B点的场强 B.A点的电势一定低于B点的电势
C.该带电粒子在A点的电势能一定大于它在B点的电势能
D.该带电粒子在A点时的动能与电势能之和一定等于它在B点时的动能与电势能之和
19、甲乙两图分别表示两个等量正电荷和
两个等量异号电荷的电场,O为两电
荷连线的中点,P、Q是连线上关于O
对称的两点,M、N为连线中垂线上
关于O对称的两点,若带电量为-q的
粒子在电场中仅受电场力作用,则( )
A.该粒子在两种电场中都可能沿直线运动经过M、N
B.该粒子在两种电场中都可能沿直线运动经过P、Q
C.该粒子在图甲所示电场中,在P点的电势能大于M点的电势能
D.该粒子在图乙所示电场中,在M点时电势能小于P点的电势能
18、下列关于热学的判断,其中正确的是( )
A.对一定质量的气体加热,其内能一定增加
B.物体温度升高时,物体内的每个分子的速率都将增大
C.一定质量的理想气体,当它的压强、体积都增大时,其内能一定增加
D.满足能量守恒定律的宏观过程都可以自发地进行
17、质量为2kg的质点在x-y平面上作曲线运动,在x方向的速
度图像和y方向的位移图像如图4-7所示,下列说法正确的是( )
图4-7
A.质点的初速度为5m/s B.质点所受的合外力为3N
C.质点初速度的方向与合外力方向垂直 D.2s末质点速度大小为6m/s
16、在如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为
r,C为电容器,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。开关闭合
后,灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时,
下列判断正确的是( )
A.灯泡L将变暗 B.灯泡L将变亮
C.电容器C的电荷量将减小 D.电容器C的电荷量将增大
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