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18.如图A、B为水平放置的两平行金属板,板长为l,板间距为d,在距离板的右端 2l 处有一竖直放置的光屏M.D为理想二极管(即正向电阻为0,反向电阻无穷大),R为滑动变阻器,R0为定值电阻.将滑片P置于滑动变阻器正中间,闭合电键S,让一带电量为q、质量为m的质点从两板左端连线的中点N以水平速度v0射入板间,质点未碰极板,最后垂直打在 M 屏上.在保持电键S闭合的情况下,下列分析或结论正确的是(  )
A.板间电场强度大小为$\frac{3mg}{q}$
B.质点在板间运动的过程中与它从板的右端运动到光屏的过程中速度变化相同
C.若仅将滑片P向下滑动一段后,再让该质点从N点以水平速度v0射入板间,质点依然会垂直打在光屏上
D.若仅将两平行板的间距变大一些,再让该质点从N点以水平速度v0射入板间,质点依然会垂直打在光屏上

分析 质点先在电场和重力场的复合场中做类平抛运动,要垂直打在M屏上,离开出场后,质点一定打在光屏的上方,做斜上抛运动.质点从离开电场后到垂直打在M屏上过程是平抛运动的逆运动,采用运动的分解方法可知,分析质点类平抛运动与斜上抛的关系,确定加速度关系,求出板间场强.

解答 解:A、质点的轨迹如图虚线所示,设质点在板间运动的过程中加速度大小为a,则质点离开电场时竖直分速度大小为:vy=at1=$\frac{qE-mg}{m}•\frac{l}{{v}_{0}}$,
质点离开电场后运动过程其逆过程是平抛运动,则有:vy=gt2=g•$\frac{2l}{{v}_{0}}$,
联立解得:E=$\frac{3mg}{q}$,故A正确.
B、质点先在水平放置的两平行金属板间做类平抛运动,要垂直打在M屏上,离开电场后,质点一定打在屏的上方,做斜上抛运动.否则,质点离开电场后轨迹向下弯曲,质点不可能垂直打在M板上.质点在板间的类平抛运动和离开电场后的斜上抛运动,水平方向都不受外力,都做匀速直线运动,速度都等于v0,而且v0方向水平,质点垂直打在M板上时速度也水平,根据质点的轨迹弯曲方向可知两个过程质点的合力方向相反,加速度方向相反,则速度变化量方向相反.故B错误.
C、若仅将滑片P向下滑动一段后,R的电压减小,电容器的电压要减小,电量要减小,由于二极管具有单向导电性,所以电容器不能放电,电量不变,板间电压不变,所以质点的运动情况不变,再让该质点从N点以水平速度v0射入板间,质点依然会垂直打在光屏上,故C正确.
D、若仅将两平行板的间距变大一些,电容器电容减小,由C=$\frac{Q}{U}$知U不变,电量要减小,但由于二极管具有单向导电性,所以电容器不能放电,电量不变,根据推论可知板间电场强度不变,所以质点的运动情况不变,再让该质点从N点以水平速度v0射入板间,质点依然会垂直打在光屏上,故D正确.
故选:ACD.

点评 本题关键抓住两个运动轨迹的特点,巧用逆向思维分析电场外质点的运动情况.要知道运动的合成与分解是研究曲线运动的常用方法,要灵活运用.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

8.某同学在实验室准备用以下器材测一个电源的电动势E和内阻r,要求测量尽量准确、能测量多组数椐且滑动变阻器调节方便.
A.电流表G:量程500μA,内阻200Ω
B.待测电源E:电动势约3.0V,内阻未知
C.电流表A:量程2A,内阻约0.1Ω
D.滑动变阻器R1:最大阻值10Ω,额定电流2A
E.电阻箱R2:0~9999Ω
F.开关S一个,导线若干

(1)该同学首先把G表和电阻箱R2串联,将它改装成一只量程为3V的电压表,则电阻箱R2应调到5800Ω.
(2)接着利用电流表A和改装后的电压表,将各元件连接成图甲所示的测量电路测电源的电动势E和内阻r,但该同学在连线时漏了一条导线,请在答题卷的图甲中用笔画线代替导线,将电路连接完整.
(3)利用上面补充完整的电路测量电源的电动势E及内阻r,若用测量的数据,作出的G表的示数Ig与通过滑动变阻器的电流I的关系图象如图乙所示,则可得到电源的电动势E=3.0V,内阻r=1.2Ω(计算结果均保留两位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

9.在“探究求合力的方法”的实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图).实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.
(1)某同学在做该实验时认为:
A.同一次实验过程,结点的位置必须都拉到同一位置O点,不能随意变动;
B.拉橡皮条时,弹簧秤、橡皮条、细绳应与木板平面平行
C.橡皮条弹性要好,拉结点到达某一位置O时,拉力要适当大些
D.拉力F1和F2的夹角越大越好
其中正确的是ABC(填入相应的字母).
(2)若两个弹簧秤的读数均为4N,且两弹簧秤拉力的方向相互垂直,则不能(选填“能”或“不能”)用一个量程为5N的弹簧秤测量出它们的合力,理由是超出了弹簧测力计的量程.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

6.如图所示,直线A为某电源的U-I图线,曲线B为某小灯泡D1的U-I图线的一部分,用该电源和小灯泡D1组成闭合电路时,灯泡D1恰好能正常发光,则下列说法中正确的是(  )
A.此电源的内阻为$\frac{2}{3}$Ω
B.灯泡D1的额定电压为3V,功率为6W
C.把灯泡D1换成“3V,20W”的灯泡D2,电源的输出功率将变大
D.由于小灯泡B的U-I图线是一条曲线,所以灯泡发光过程,欧姆定律不适用

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

13.如图所示,一定质量的空气被水银封闭在静止的倒置于竖直平面的U型玻璃管内,左管下端开口且足够长,右管内水银面比左管内水银面高h,使h变小的原因可能是(  )
A.环境温度升高
B.大气压强增大
C.U型玻璃管自由下落
D.把U型玻璃管转置开口竖直向上静置

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

3.如图所示,甲球质量为m,向右运动的速度为v,与静止的乙球相碰撞,碰后甲球以$\frac{v}{2}$速度反向弹回,乙球又与静止的质量为2m的丙球相碰,碰后乙球静止,则丙球的速度是(  )
A.$\frac{v}{2}$B.$\frac{v}{4}$C.$\frac{3v}{4}$D.$\frac{v}{3}$

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

10.如图所示,A、B两木块叠放在光滑水平面上,与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子,在振动过程中不发生相对滑动,若A和B的质量分别为m和M,振动的振幅为A.
(1)求A、B间的最大摩擦力.
(2)若弹簧的弹性势能EP=$\frac{1}{2}$k△x2,其中k是弹簧的劲度系数,△x是弹簧的形变量,则A、B的最大速度为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

7.线框中介有两个电学元件,可能是电阻、电感、电容三元件中的其中两个,根据题中描述的实验现象,将框中元件及连接画出.
将P接A,Q接C,不改变电压,增大交流电的频率,灯泡亮度增大;
将P改接B,Q接C,电压不变,增大频率,灯泡亮度比P改接A的亮度大;
将P改接A,Q接B,不改变电压,增大交流电的频率,灯泡亮度不变.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

13.用图甲所示装置验证机械能守恒定律时,所用交流电源的频率为50Hz,得到如图乙所示的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起点O(O点为打点计时器在纸带上打下的第一个点)的距离s0=19.00cm,点A、C间的距离为s1=8.36cm,点C、E间的距离为s2=9.88cm,取9.8m/s2,测得重物的质量为1kg. 
(1)下列做法正确的有AB.
A、图甲中两限位孔必须在同一竖直线上
B、实验前,手应提住纸带上端,并使纸带竖直
C、实验时,先放手松开纸带,再通打点计时器电源
D、数据处理时,应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)选取O、C两点为初末位置研究机械能守恒.重物减少的重力势能是2.68J,打下C点时重物的速度是2.28m/s(结果保留三位有效数字).

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