(12分)将一质量为m、总电阻为R、长为l、宽为l0的矩形线框MNPQ静止搁置在水平平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示。线框与导轨之间的动摩擦因数为μ。在线框左侧的导轨上有一长为l(即aa1=l)、宽度为l0、磁感应强度均为B的间隔着分布的相同有界匀强磁场,相邻的磁场区域间距为d(d >l0),磁场的边界aa1、bb1垂直于导轨,磁场的方向竖直向上。现用大小为F的拉力水平向左作用在线框,线框恰好能够匀速地穿过磁场区域aa1b1b。若当地的重力加速度为g,求:
(1)线框通过aa1b1b磁场区域时的运动速度;
(2)F作用前,MN与aa1之间的距离;
(3)线框在通过aa1b1b磁场区域的过程中所生的电热。
(10分)如图所示,在MN的下方足够大的空间是玻璃介质,其折射率为n=,玻璃介质的上边界MN是屏幕。玻璃中有一正三角形空气泡,其边长l=40 cm,顶点与屏幕接触于C点,底边AB与屏幕平行。激光a垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现两个光斑。
①画出光路图。
②求两个光斑之间的距离L。
(8分)如图所示,一根柔软的弹性绳子右端固定,左端自由,A、B、C、D……N、O为绳上等间隔的点,点间间隔为50cm,现用手拉着绳子的端点A使其上下振动,若A点开始向上,经0.3秒第一次达到波谷,G点恰好开始振动,则
(1)绳子形成的向右传播的横波速度为多大?
(2)从A开始振动,经多长时间J点第一次到达波峰?
(8分)(1)某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为97.50cm, 摆球直径为2.00cm, 然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间(如图甲), 则该摆摆长为 ▲ cm , 秒表所示读数为 ▲ s。
(2)为提高实验精度,该同学在实验中改变摆长l并测出相应的周期T,得出一组对应的l与T的数据如下表所示。
l / cm |
50.0 |
60.0 |
70.0 |
80.0 |
90.0 |
100.0 |
T /s |
2.02 |
2.51 |
2.83 |
3.18 |
3.64 |
4.05 |
请你帮助该同学以l为横坐标,T 2为纵坐标将所得数据在图乙所示的坐标系中作出图线,并根据图线求得重力加速度g= m/s2 (取3位有效数字) 。
(4分)在探究感应电流方向的实验中,已知当磁铁如图(甲)所示方式插入线圈时,电流计指针向正接线柱一侧偏转,现把它与线圈串联接成如图(乙)所示电路,当条形磁铁按如图所示情况运动时:
⑴对灵敏电流计的指针偏转方向的判断正确的是 ▲ 。
⑵根据这些实验现象,可以初步得出的结论是 ▲ 。
(6分)如图所示,某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的右侧观察到 P1像和P2像,当P1的像恰好被P2像挡住时,插上大头针P3和P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像,在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。
(1)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率,若以AB作为分界面,需要测量的量是 ▲ 和 ▲ ;(作出光路图并在图中标明所测物理量,不作图注明的不给分)
(2)若在测量过程中,放置三棱镜的位置发生了如图所示的微小平移(移至图中的虚线位置,底边仍重合),则以AB作为分界面,三棱镜玻璃材料折射率的测量值 ▲ 三棱镜玻璃材料折射率的真实值(填“大于”、“小于”、“等于”)。