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(14分)如图所示,ABCDEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道,其中ABC的末端水平,DEF是半径为r=0.4m的半圆形轨道,其直径DF沿竖直方向,CD可看作重合。现有一可视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的地方由静止释放。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)若要使小球经C处水平进入轨道DEF且能沿轨道运动,H至少要有多高?

(2)若小球静止释放处离C点的高度h小于(1)中H的最小值,小球可击中与圆心等高的E点,求此h的值。(取g=10m/s2

 

答案:
(1) (2)h=0.1m 【解析】(1)设小球到达C点时的速度大小为v。根据机械能守恒定律有(3分) 小球能在竖直平面内做圆周运动,在圆周最高点必须满足           (3分) 联立以上两式并代入数据解得:                              (1分) (2)若h<H,小球过C点后做平抛运动,设球经C点时的速度大小为vx,则有                 (2分)                                                  (2分) 根据机械能守恒定律有                                                                  (2分) 联立以上三式并代入数据解得:h=0.1m          (1分)
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(9分)二极管是一种半导体元件,它的符号为“说明: 6ec8aac122bd4f6e”,其特点是具有单向导电性,即电流从正极流入时电阻比较小,而从负极流入时电阻比较大。

(1)某课外兴趣小组想要描绘某种晶体二极管的伏安特性曲线。因二极管外壳所印的标识模糊,为判断该二极管的正、负极,他们用多用电表电阻挡测二极管的正、反向电阻。其步骤是:将选择开关旋至合适倍率,进行欧姆调零,将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端时,指针偏角比较小。然后将红、黑表笔位置对调后再进行测量,指针偏角比较大,由此判断     端为二极管的正极。(选填“左”、“右”)

(2)厂家提供的伏安特性曲线如右图,为了验证厂家提供的数据,该小组对加正向电压时的伏安特性曲线进行了描绘,可选用的器材有:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.直流电源E:电动势3V,内阻忽略不计

B.滑动变阻器R:0~20Ω

C.电压表V1:量程5V、内阻约50kΩ

D.电压表V2:量程3V、内阻约20kΩ

E.电流表A:量程0.6A、内阻约0.5Ω

F.电流表mA:量程50mA、内阻约5Ω

G.待测二极管D

H.单刀单掷开关S,导线若干

为了提高测量结果的准确度,电压表应选用      ,电流表应选用      。(填序号字母)

(3)为了达到测量目的,请在答题卡上虚线框内画出正确的实验电路原理图。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(4)为了保护二极管,正向电流不要超过25mA,请你对本实验的设计或操作提出一条合理的建议: