设小物块与A板相碰时的速度为v1,由
v12?2a1l
解得
v1??gl (2)小物块与A板相碰后以v1大小相等的速度反弹,因电荷量及电性改变,电场力大小与方向发生变化,摩擦力的方向发生改变,小物块做匀减速直线运动。小物块所受的合外力大小为
F合??mg?加速度大小为
qE 2a2?F合1??g m4设小物块碰后到停止的时间为t,注意到末速度为零,有
0?v1??a2t
解得
t?v1l ?4a2?g设小物块碰后停止时距离A板的距离为x,注意到末速度为零,有
0?v12??2a2x
则
v12x??2l
2a2或距离B板为
d?2l
24.(18分)
设赛车越过壕沟需要的最小速度为v1,由平抛运动的规律
S?v1t
h? 解得
12gt 2v1=Sg?3m/s 2h 设赛车恰好越过圆轨道,对应圆轨道最高点的速度为v2,最低点的速度为v3,由牛顿运动定律及机械能守恒定律得
2v2mg?m
R1212mv3?mv2?mg(2R) 22 解得
v3?5gR?4m/s
通过分析比较,赛车要完成比赛,在进入圆轨道前的速度最小应该是
Vmin=4m/s
设电动机工作时间至少为t,根据功能原理,
Pt-fL=
由此可得
t=2.53s
25.(22分)
(1)带电微粒平行于x轴从C点进入磁场,说明带电微粒所受重力和电场力的大小相等,方向相反。设电场强度大小为E,由
mg=qE
可得电场强度大小
1mvmin2 2E? 方向沿y轴正方向。
mg q 带电微粒进入磁场后受到重力、电场力和洛仑兹力的作用。由于电场力和重力相互抵消,它将做匀速圆周运动。如图(a)所示,考虑到带电微粒是从C点水平进入磁场,过O点后沿y轴负方向离开磁场,可得圆周运动半径 r=R
v2设磁感应强度大小为B,由 qvB?m
R可得磁感应强度大小 B?方向垂直xOy平面向外。
(2)这束带电微粒都通过坐标原点。 理由说明如下:
方法一:从任一点P水平进入磁场的带电微粒在磁场中做半径为R的匀速圆周运动,其圆心位于其正下方的Q点,如图(b)所示。这样,这束带电微粒进入磁场后的圆心轨迹是如图所示的虚线半圆,此半圆的圆心是坐标原点。所以,这束带电微粒都是通过坐标原点后离开磁场的。
方法二:从任一点P水平进入磁场的带电微粒在磁场中做半径为R的匀速圆周运动。如图(b)所示,设P点与O’点的连线与y轴的夹角为?,其圆周运动的圆心Q的坐标为(-Rsin?,Rcos?),圆周运动轨迹方程为
mv qR(x?Rsin?)2?(y?Rcos?)2?R2
而磁场边界是圆心坐标为(0,R)的圆周,其方程为
x2?(y?R)2?R2
解上述两式,可得带电微粒做圆周运动的轨迹与磁场边界的交点为
?x?0?x??Rsin?或? ??y?0?y?R(1?cos?)坐标为(-Rsin?,R(1+cos?))的点就是P点,须舍去。由此可见,这束带电微粒都是通过坐标原点后离开磁场的。
(3)这束带电微粒与x轴相交的区域是x>0。 理由说明如下:
带电微粒初速度大小变为2v,则从任一点P水平进入磁场的带电微粒在磁场中做匀速圆周运动的半径r′为
r′=
m(2v)?2R qB带电微粒在磁场中经过一段半径为r'的圆弧运动后,将在y轴的右方(x?0区域)离开磁场并做匀速直线运动,如图(c)所示。靠近M点发射出来的带电微粒在穿出磁场后会射向x轴正方向的无穷远处:靠近N点发射出来的带电微粒会在靠近原点之处穿出磁场。 所以,这束带电微粒与2轴相交的区域范围是x?0.
26.(14分)
(1)Cu(OH)2CO3[Cu(OH)2?CuCO3]或者CuCO3
H:O:H
???? (2)C>0
(3)CH2OH(CHOH)4?2Cu(OH)2???CH2(CHOH)4COOH?Cu2O??2H2O 医学上可用这个反应检验尿液中的葡萄糖。
(4)3Cu2O?14HNO3?6Cu(NO3)2?2NO??7H2O (5)金刚石、石墨、富勒烯(C60)或碳纳米管等。 27.(15分)
(1)? (2)1.88×10
?4?mol?L?1?s?1
(3)5000 (4)C、D (5)①II:280、1.20×10
Ⅲ:1.20×10
?3?3、5.80×10
?3?3
、5.80×10
②如下图.
28.(15分)
(1)MnO2?4H?2Cl?Mn(2)平衡压强 浓硫酸
使SiCl4冷凝
??2??Cl2??2H2O
P、Cl (3)Al、 (4)①否;KMnO4溶液自身可作指示剂。②4.480% 29.(14分) (1)A:
(2)4