(20分)如图所示,光滑水平面上有一长板车,车的上表面OA段是一长为L的水平粗糙轨道,A的右侧光滑,水平轨道左侧是一光滑斜面轨道,斜面轨道与水平轨道在点平滑连接。车右端固定一个处于锁定状态的压缩轻弹簧,其弹性势能为,一质量为的小物体(可视为质点)紧靠弹簧,小物体与粗糙水平轨道间的动摩擦因数为,整个装置处于静止状态。现将轻弹簧解除锁定,小物体被弹出后滑上水平粗糙轨道。车的质量为,斜面轨道的长度足够长,忽略小物体运动经过点处产生的机械能损失,不计空气阻力。求:
(1)解除锁定结束后小物体获得的最大动能;
(2)当满足什么条件小物体能滑到斜面轨道上,满足此条件时小物体能上升的最大高度为多少?
(19分)如图所示,在xOy平面内,离子源A产生的初速为零的同种带正电离子,质量m=1.0×10-20kg、带电量q=1.0×10-10C。离子经加速电场加速后匀速通过准直管并从C点垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板MN上的小孔O离开电场,且粒子在O点时的速度大小为v=2.0×106m/s,方向与x轴成30°角斜向上。在y轴右侧有一个圆心位于x轴,半径r=0.01m的圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度B=0.01T,有一垂直于x轴的面积足够大的竖直荧光屏PQ置于坐标x0=0.04m处。已知NC之间的距离d=0.02m,粒子重力不计。试求:
(1)偏转电场间电场强度的大小;
(2)粒子在圆形磁场区域的运动时间;
(3)若圆形磁场可沿x轴移动,圆心O’在x轴上的移动范围为(0.01m,+),由于磁场位置的不同,导致粒子打在荧光屏上的位置也不同,求粒子打在荧光屏上点的纵坐标的范围。
(16分)如图为某工厂生产流水线上水平传输装置的俯视图,它由传送带和转盘组成。物品从A处无初速放到传送带上,运动到B处后进入匀速转动的转盘,设物品进入转盘时速度大小不发生变化,此后随转盘一起运动(无相对滑动)到C处被取走装箱。已知A、B两处的距离L=10m,传送带的传输速度v=2m/s,物品在转盘上与轴O的距离R=4m,物品与传送带间的动摩擦因数=0.25。取g=l0m/s2。。求:
(1)物品从A处运动到B处的时间t;
(2)质量为2Kg的物品随转盘一起运动的静摩擦力为多大?
(17分)(1)(6分)用如图所示的装置测定弹簧的劲度系数,被测弹簧一端固定于A点,另一端B用细绳绕过定滑轮挂钩码,旁边附有一竖直刻度尺,当挂两个钩码时,绳上一定点P对应刻度如图ab虚线所示,再增加一个钩码后,P点对应刻度如图cd虚线所示。已知每个钩码质量均为50g,重力加速度g=9.8m/s2。则被测弹簧的劲度系数为_____________N/m。挂三个钩码时弹簧的形变量为____________cm。(刻度尺最小格为1 mm)
(2)(11分)某同学用“伏安法”测量一个额定功率为1W、阻值约为5Ω的电阻Rx。
实验室中现有如下实验器材:
A.电流表A1(量程0~0.6A,内阻约为0.2Ω)B.电流表A2(量程0~3A,内阻约为0.05Ω)
C.电压表V1(量程0~3V,内阻约为3kΩ)D.电压表V2(量程0~15V,内阻约为15kΩ)
E.滑动变阻器R1(0~500Ω)F.滑动变阻器R2(0~10Ω)
G.蓄电池E(电动势约为12V,内阻不计)
H.开关、导线若干
为了较准确的测量Rx的阻值,要求电压从零开始调节,多测几组数据,画出U-I图象,从而求出Rx的阻值。
①电流表应选 、电压表应选 、滑动变阻器应选 (填器材前的字母序号)。
②在方框内画出该实验的电路图。
两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻,将质量为m的金属棒悬挂在一根固定的轻弹簧的下端,金属棒与导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示,除电阻R外,其余电阻不计,现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则
A.释放瞬间金属棒的加速度的值小于重力加速度g的大小
B.金属棒向下运动时,流过电阻R的电流方向为a→b
C.金属棒的速度为v时,它所受的安培力的大小为F=B2L2v/R
D.在金属棒运动的整个过程中,电阻R上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少量
如图所示,一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝,副线圈匝数n2=220匝,交流电源的电压,电阻R=44Ω,电压表、电流表均为理想电表,则下列说法正确的是
A.电流表A1的示数为0.02A
B.电流表A2的示数约为0.5A
C.电压表的示数为22V
D.原线圈输入功率44W