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如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量M=1.0kg的小車，小車右端有一個質(zhì)量m=0.90kg的滑塊，滑塊與小車左端的擋板之間用輕彈簧相連接，滑塊與車面間的動摩擦因數(shù)μ=0.20，車和滑塊一起以v₁=10m/s的速度向右做勻速直線運動，此時彈簧為原長．一質(zhì)量m₀=0.10kg的子彈，以v₀=50m/s的速度水平向左射入滑塊而沒有穿出，子彈射入滑塊的時間極短．當(dāng)彈簧壓縮到最短時，彈簧被鎖定（彈簧在彈性限度內(nèi)），測得此時彈簧的壓縮量d=0.50m，重力加速度g=10m/s²，求：
（1）子彈與滑塊剛好相對靜止的瞬間，子彈與滑塊共同速度的大小和方向；
（2）彈簧壓縮到最短時，小車的速度大小和彈簧的彈性勢能；
（3）如果當(dāng)彈簧壓縮到最短時，不鎖定彈簧，則彈簧再次回到原長時，車的速度大小．

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如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量M=4.0kg的帶有圓弧軌道的平板車，車的上表面是一段長L=1.0m的粗糙水平軌道，水平軌道左側(cè)連一半徑R=0.25m 的

1

4

光滑圓弧軌道，圓弧軌道與水平軌道在O′點相切．車右端固定一個尺寸可以忽略、處于鎖定狀態(tài)的壓縮彈簧，一質(zhì)量m=1.0kg的小物塊緊靠彈簧放置，小物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.5．整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將彈簧解除鎖定，小物塊被彈出，恰能到達圓弧軌道的最高點A．取g=10m/²，求：
（1）小物塊到達A點時，平板車的速度大小
（2）解除鎖定前彈簧的彈性勢能；
（3）小物塊第二次經(jīng)過O′點時的速度大�。�
（4）小物塊與車最終相對靜止時，它距O′點的距離．

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如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量為M、長為L的長木板，其上有一質(zhì)量為m的物塊，它與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ，開始時長木板與小物塊均靠在與水平面垂直的左邊固定擋板處以共同的速度v₀向右運動，當(dāng)長木板與右邊固定豎直擋板碰撞后立即以大小相同的速率反向運動，且左右擋板之間的距離足夠長．

（1）若m＜M，試求要使物塊不從長木板上落下，長木板的最短長度；
（2）若物塊不會從長木板上掉下，且M=2m，假設(shè)長木板與擋板第一次碰撞結(jié)束到第二次碰撞過程中整個系統(tǒng)損失的機械能為△E，現(xiàn)已知長木板與檔板某次碰撞結(jié)束到下一次碰撞時系統(tǒng)損失的機械能為△E的1/729，請問這部分能量的損失發(fā)生在哪兩次碰撞之間（無推導(dǎo)過程不給分）．

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如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量M=4.0kg的平板車，車的左端被地面上的擋板N固定著，車的上表面右側(cè)是一段長L=1.0m的水平軌道，水平軌道左側(cè)連一半徑R=0.25m的

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2

光滑圓弧軌道，圓弧軌道與水平軌道在O′點相切．車右端固定一個尺寸可以忽略、處于鎖定狀態(tài)的壓縮彈簧，一質(zhì)量m=1.0kg的小物塊緊靠彈簧，小物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.5．整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將彈簧解除鎖定，小物塊被彈出，恰能到達圓弧軌道的最高點A而拋出，g取10m/s²．求：
（1）小物塊能否落在平板車上？若能，求小物塊的落點距O′點的距離；
（2）解除鎖定前彈簧的彈性勢能；
（3）若撤去地面上的固定擋板N，解除彈簧的鎖定，小物塊被彈出第一次經(jīng)過O′點時的速度大�。�

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如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量M=4.0kg的帶有圓弧軌道的平板車，車的上表面是一段長L=1.5m的粗糙水平軌道，水平軌道左側(cè)連一半徑R=0.25m 的四分之一光滑圓弧軌道，圓弧軌道與水平軌道在O'點相切．現(xiàn)將一質(zhì)量m=1.0kg的小物塊（可視為質(zhì)點）從平板車的右端以水平向左的初速度v₀滑上平板車，小物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.5．小物塊恰能到達圓弧軌道的最高點A．取g=10m/s²，求：
（1）小物塊滑上平板車的初速度v₀的大�。�
（2）小物塊與車最終相對靜止時，它距O'點的距離．
（3）若要使小物塊最終能到達小車的最右端，則v₀要增大到多大？﹙取三位有效數(shù)字﹚

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一、單項選擇題（8×6=48）

題號

13

14

15

16

17

18

19

20

答案

A

B

C

A

D

D

C

B

二、實驗題

21．（18分）(1)（6分）①（2分）：②0.52（2分）；1.5（2分）。

21 . (2)（12分）①Ⅱ.將紅、黑表筆短接，轉(zhuǎn)動調(diào)零旋鈕Ω使指針指向零。

（或紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆表調(diào)零旋鈕，使指針指向0Ω）。（2分）;

②D（2分）;③ 0.260（2分）；④12~13 ( 3分) ；⑤R_x=（3分）。

三．計算題(54分)

22．22．（16分）分析和解：

（1）設(shè)帶電粒子在平行金屬板勻強電場中運動的時間為t，由類平拋運動可知：

………………①  （1分）

………………②（2分）

…………………③（2分）

…………………④（2分）

聯(lián)立求解①～④式解得：……………⑤（1分）

或由動能定理和運動的合成、分解的方法，聯(lián)立求解得出正確的結(jié)果同樣給分。

設(shè)帶電粒子第一次飛出電場時的速度為v

即由動能定理；；和①③④聯(lián)立可得

（2）帶電粒子以速度v飛出電場后射入勻強磁場做勻速圓周運動，由

…………………………………………………………………⑥（2分）

…………………………………………………………………⑦（1分）

…………………………………………………………………⑧ （1分）

………………………………………………………………………⑨（1分）

聯(lián)立求解①③④⑤⑥⑦⑧⑨可得……………………………⑩（1分）

或由下列常規(guī)方法求解：…………………………………………⑴（1分）

……………………………………………………………⑵（1分）

……………………………………………………………⑶（1分）

……………………………………………………………⑷（1分）

……………………………………………………………⑸（1分）

聯(lián)立以上有關(guān)方程求解可得：…………………………⑹（1分）

（3）畫圖正確給2分。（軌跡1分、速度方向1分）見上圖。

 23、（18分）分析和解：

（1）設(shè)彈簧解除鎖定前的彈性勢能為E_P ，上述過程中由動量守恒、能量轉(zhuǎn)換和守恒，

則有  ………………………………………………①（3分）

代入已知條件得E_P = 7.5 J  ………………………………………………②（2分）

 (2)設(shè)小物塊第二次經(jīng)過O' 時的速度大小為v_m ，此時平板車的速度大小為v_M ，

研究小物塊在圓弧面上下滑過程，由系統(tǒng)動量守恒和機械能守恒，

定水平向右為正方向有

　…………………………………………………………③（2分）

 　………………………………………………④（3分）

由③④兩式可得　 ………………………………………⑤（2分）

將已知條件代入③解得v_m =2.0 m/s   ………………………………………（2分）

 (3)最終平板車和小物塊相對靜止時，二者的共同速度為0．設(shè)小物塊相對平板車滑動的總路程為s，對系統(tǒng)由功能關(guān)系有  ……………………………⑥（2分）

 代入數(shù)據(jù)解得s =1.5m  ………………………………………………………（1分）

小物塊最終靜止在O' 點右側(cè), 它距O'點的距離為 s ? L = 0.5m ……………（1分）

24．(20分)分析和解：⑴經(jīng)時間t時，金屬桿切割磁感線的有效長度為

L＝2vt tan＝3t　…………………………………………………………… ①（2分）

回路所圍的面積為S＝＝3t²………………………………………………②（2分）

回路的總電阻為R＝＝0.5t　   ………………………………………③（2分）

解法一：金屬桿（有效長度）切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小為：

E₁＝BLv＝12V      ……………………………………………………………④（3分）

產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向為逆時針　

E₂==6V　 …………………………………………………………………⑤（3分）　　        

根據(jù)楞次定律可判斷其感應(yīng)電動勢產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向為順時針　　　　　　　　

由④⑤兩式可得回路中的感應(yīng)電動勢的大小E=E₁+E₂=6V……………………⑥ (1分)

產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向為逆時針。

解法二：∵, S=3t²

∴

∴=6v

解法三：∵

∴

說明：

故t=6s時，回路中感應(yīng)電動勢應(yīng)為

⑵金屬桿MN所受安培力的大小為F_安=BIL  …………………………………⑨（1分）

由閉合電路歐姆定律可知回路中的電流

I＝ ………………………………………………………………⑩（2分）

聯(lián)立③⑦⑨得F_安=12N    ………………………………………………………11（1分）

⑶外力對金屬桿MN所做功的功率為P_外＝F_外v　……………………………12（1分）

由于金屬桿MN以恒定速度向右滑動有 F_安=F_外  ……………………………13(1分)   

          聯(lián)立111213解得P_外=24W　 …………………………………… （1分）

（用其它方法算出以上正確答案的同樣給分）。