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根據(jù)載人航天工程第二步任務(wù)規(guī)劃，中國將在2010年至2015年問發(fā)射“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器和“天宮二號(hào)”、“天宮三號(hào)”兩個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室，2020年前后，中國將發(fā)射空間站核心艙和科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙，開始建造空間站．假設(shè)該空間站體積很大，宇航員可以在里面進(jìn)行多項(xiàng)體育活動(dòng)，一宇航員在站內(nèi)玩壘球（萬有引力可以忽略不計(jì)），上半側(cè)為勻強(qiáng)電場，下半側(cè)為勻強(qiáng)磁場，中間為分界面，電場與分界面垂直，磁場垂直紙面向里，電場強(qiáng)度為E=100V/m，宇航員位于電場一側(cè)距分界面為h=3m的P點(diǎn)，PO垂直于分界面，點(diǎn)D位于O點(diǎn)右側(cè)，壘球質(zhì)量為m=0.1kg、帶電荷量為q=-0.05C，該宇航員從P點(diǎn)以初速度v₀=10m/s平行于分界面投出壘球，要使壘球第一次通過界面就擊中D點(diǎn)，且能回到P點(diǎn)．求：
（1）OD之間的距離d．
（2）壘球從拋出到第一次回到P點(diǎn)的時(shí)間t．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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根據(jù)載人航天工程第二步任務(wù)規(guī)劃，中國將在2010年至2015年問發(fā)射“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器和“天宮二號(hào)”、“天宮三號(hào)”兩個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室，2020年前后，中國將發(fā)射空間站核心艙和科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙，開始建造空間站．假設(shè)該空間站體積很大，宇航員可以在里面進(jìn)行多項(xiàng)體育活動(dòng)，一宇航員在站內(nèi)玩壘球（萬有引力可以忽略不計(jì)），上半側(cè)為勻強(qiáng)電場，下半側(cè)為勻強(qiáng)磁場，中間為分界面，電場與分界面垂直，磁場垂直紙面向里，電場強(qiáng)度為E=100V/m，宇航員位于電場一側(cè)距分界面為h=3m的P點(diǎn)，PO垂直于分界面，點(diǎn)D位于O點(diǎn)右側(cè)，壘球質(zhì)量為m=0.1kg、帶電荷量為q=-0.05C，該宇航員從P點(diǎn)以初速度v₀=10m/s平行于分界面投出壘球，要使壘球第一次通過界面就擊中D點(diǎn)，且能回到P點(diǎn)．求：
（1）OD之間的距離d．
（2）壘球從拋出到第一次回到P點(diǎn)的時(shí)間t．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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一、1、ABD 2、CD 3、ABC 4、ABC 5、BD 6、D 7、B

8、D

二、實(shí)驗(yàn)題：（18分）將答案填在題目的空白處，或者要畫圖連線。

9、（6分）13.26 mm(6分)

10、（12分）電壓表的量程小于小燈炮的額定電壓，可串聯(lián)定值電阻R₀ 改裝成量程為9V的電壓表．(3分)小燈泡的額定電流約為I_燈=0.5A，電阻大約為R_燈=12Ω≤15kΩ，所以應(yīng)將電流表外接．(3分)實(shí)驗(yàn)電路如圖所示．

⑵電壓表示數(shù)調(diào)為２Ｖ(3分)，小燈泡額定功率為6I（Ｗ）(3分)

三、本大題共三小題共計(jì)54分．解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題．答案中必須明確寫出數(shù)值和單位   

11、（16分）（1）物塊從靜止釋放至B的過程中小車不動(dòng)，對(duì)物體由機(jī)械能守恒定律有，

                ①（1分）

       解得：          ②（2分）

       在B處時(shí)，由牛頓第二定律有，   ③（1分）

       解得：N=5mg                ④（2分）

   （2）物塊滑上水平軌道至與小車相對(duì)靜止的過程中，對(duì)系統(tǒng)由動(dòng)量守恒和能量守恒有：

                  ⑤（2分）

         ⑥（1分）

       解得：               ⑦（2分）

   （3）物塊滑上水平軌道至將彈簧壓縮至最短的過程中，對(duì)系統(tǒng)由動(dòng)量守恒和能量守恒有：

                     ⑧（1分）

       ⑨（2分）

       解得：              ⑩（2分）

12、（18分）（1）ab棒離開磁場右邊界前做勻速運(yùn)動(dòng)，

速度為，則有E=Bdv_m    　    對(duì)ab棒　    F－BId＝0      

解得  =       （6分）

（2）由能量守恒可得：　　   

得：    W _電=F（l₀+l）- （6分）

（3）設(shè)棒剛進(jìn)入磁場時(shí)速度為v,　由    可得            

棒在進(jìn)入磁場前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在磁場中運(yùn)動(dòng)可分三種情況討論：

①若   則棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)；（2分）

②若<      則棒先加速后勻速； （2分）

③若>      則棒先減速后勻速。 （2分）

13、（20分）⑴正電荷   （4分）

⑵依題意可知小球在BC間做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

在C點(diǎn)的速度為：（2分）

在BC段其受力如圖所示，設(shè)重力和電場力合

力為F。

F＝qv_CB    （1分）

又 F＝mg/cos37°＝5N（1分）

解得：   （1分）

在D處由牛頓第二定律可得：

 （2分）

將代入上式并化簡得：

解得         （1分）

小球離開D點(diǎn)后作類平拋運(yùn)動(dòng)，其加速度為：a＝F/m    （1分）

由得：    （1分）

  （1分）

⑶CD段克服摩擦力做功W_f

由動(dòng)能定理可得：     （3分）

解得：W_f＝27.6J     （2分）