竖直放置的一对平行金属板的左极板上，用长为l的轻质绝缘细线悬挂一个带电量为q质量为 m的小球，将平行金属板按如图所示的电路图连接．当滑动变阻器R在a位置时，绝缘线与左极板的夹角为θ₁=30°，当将滑片缓慢地移动到b位置时，夹角为θ₂=60°．两板间的距离大于l，重力加速度为g．问：
（1）小球在上述两个平衡位置时，平行金属板上电势差之比U₁：U₂=？
（2）若保持变阻器滑片位置在a处不变，对小球再施加一个拉力，使绝缘线与竖直方向的夹角从θ₁=30°缓慢地增大到θ₂=60°，则此过程中拉力做的功W=？

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竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按图所示的电路图连接，绝缘线与左极板的夹角为θ，当滑动变阻器R的滑片在a位置时，电流表的读数为I₁，夹角为θ₁；当滑片在b位置时，电流表的读数为I₂，夹角为θ₂，则（　　）

A．I₁＜I₂

B．I₁=I₂

C．θ₁＜θ₂

D．θ₁=θ₂

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竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按图所示的电路图连接，绝缘线与左极板的夹角为θ．当滑动变阻器R的滑片分别在a、b位置时，电流表的稳定示数分别为I₁、I₂，夹角分别为θ₁、θ₂，则（　　）

A．θ₁＜θ₂，I₁＜I₂

B．θ₁＞θ₂，I₁＞I₂

C．θ₁=θ₂，I₁=I₂

D．θ₁＜θ₂，I₁=I₂

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竖直放置的一对平行金属板的左极板上用绝缘线悬挂了一个带正电的小球，将平行金属板按图所示的电路图连接，绝缘线与左极板的夹角为θ，当滑动变阻器R的滑片在a位置时，电流表的读数为I₁，夹角为θ₁；当滑片在b位置时，电流表的读数为I₂，夹角为θ₂，则电流表的示数I₁

 

I₂ 绝缘线与左极板的夹角θ₁

 

θ₂（填“大于”、”小于”或”等于”）

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竖直放置的一对平行金属板的左极板上，用长为l的轻质绝缘细线悬挂一个带电量q质量为 m的小球，将平行金属板按如图所示的电路图连接．当滑动变阻器R在a位置时，绝缘线与左极板的夹角为θ₁=30°，当将滑片缓慢地移动到b位置时，夹角为θ₂=60°．两板间的距离大于l，重力加速度为g．问：
（1）小球在上述两个平衡位置时，平行金属板上电势差之比U₁：U₂=

 

（2）若保持变阻器滑片位置在a处不变，对小球再施加一个拉力，使绝缘线与竖直方向的夹角从θ₁=30∞缓慢地增大到θ₂=60°，则此过程中拉力做的功W=

 

．

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1．BCD  2.C  3.A  4.BCD  5.D  6.C   7.C  8.D  9.B  10.B  11.C  12.D

13.AD  14.C   15.

16．13.55mm ；   0.680mm（0.679mm或0.681mm）。             

17．a = (s₂-2s₁) / T²  或 a = (s₃-2s₂+ s₁) / T²  或a = (s₃-s₂-s₁) / 2T²；

    v_c = (s₃-s₁) / 2T  。

18．(1)如答图1； (2)0～6.4；  (3)。 

19．解：（1）万有引力提供向心力

求出                        

   （2）月球表面万有引力等于重力      

   求出                       

（3）根据                     

  求出                       

20. （1）正确。                                                       

ab杆在正中间时，外电阻最大，R_m＝0.15，r＝0.1，          

∴                     

（2）错误。                                                   

线框MNPQ的电功率P就是电源输出功率，当R＝r时，P最大，而ab杆在正中间位置的两侧某处，均有R＝r。

所以，线框MNPQ的电功率P先变大、后变小、再变大、再变小。

21． （1）把人和木箱作为整体，根据牛顿第二定律

                  （2分）

得：                          （2分）

（2）要使木箱能获得的最大加速度，则人与地面间的摩擦力达到最大值。

把人和木箱作为整体，根据牛顿第二定律

 （3分）

得：          （2分）

   （3）要使木箱由坡底运送到坡顶，人推木箱的时间最短，则人推木箱必须使木箱以最大加速度向上运行，作用一段时间后，人撤去外力，木箱向上做减速运动，到达坡顶速度恰好为零.

设人撤去外力时，木箱的速度为，

木箱向上做减速运动的加速度：      （2分）

对木箱运动全过程有：                     （2分）

人推木箱最短时间为：                          （1分）

联立解得：           （1分）

（若只考虑一直用最大加速度推至顶部，给2分）

22． （1）如图所示，带电质点受到重力mg（大小及方向均已知）、洛伦兹力qv₀B（方向已知）、电场力qE（大小及方向均未知）的作用做匀速直线运动。根据力三角形知识分析可知：当电场力方向与磁场方向相同时，场强有最小值。根据物体的平衡规律有

                     （1分）

                     （1分）

解得                     （1分）

                          （1分）

（2）如图所示，撤去磁场后，带电质点受到重力和电场力qE_min作用，其合力沿PM方向并与v₀方向垂直，大小等于=，故带电质点在与Oxz平面成角的平面内作类平抛运动。

由牛顿第二定律          

解得                        （1分）

设经时间t到达Oxz平面内的点N（x,y,z），由运动的分解可得

沿v₀方向                      （1分）

沿PM方向                （1分）

又                      （1分）

                     （1分）

联立解得             （2分）

则带电质点落在N（，0，）点 （1分）

（或带电质点落在Oxz平面内，，的位置）

       （3）当电场力和重力平衡时，带点质点才能只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动

则有：                 （1分）

得：                   （1分）

要使带点质点经过x轴，圆周的直径为   （1分）

根据

得                           （1分）

23．（17分）（1）设A在C板上滑动时，B相对于C板不动，据题意对B、C分析有：

μmg=2ma，得，                       ( 1分)

又B最大的加速度为由于a_m>a，所以B相对于C不滑动而一起向右做匀加速运动，则。                       ( 2分)

（2）若物块A刚好与物块B发生碰撞，则A相对于C运动到B所在处时，A、B的速度大小相等，因为B与木板C的速度相等，所以此时三者的速度均相同，设为v₁，由动量守恒定律得：

mv₀=3mv₁        ①                 ( 2分)

在此过程中，设木板C运动的路程为s₁，则A运动的路程为s₁+L，如图所示，由动能定理得

对B、C系统有  ②           ( 2分)

对A有    ③       (2分)

联立①、②、③解得：，欲使A与B发生碰撞，须满足

                                   ( 2分)

设B刚好不滑离木板C，此时三者的共同速度为v₂，同理得

mv₀=3mv₂          ④      (2分)

在此过程中，A、B、C系统克服滑动摩擦力做功，减少的机械能转化为系统的内能，由能的转化和守恒得       ⑤   ( 2分)

联立④、⑤解得

综上所述，使物块A能与B发生碰撞，而B又不滑离C，则物块A的初速度v₀应满足

。                         (2分)