(14分)如图所示,两足够长的光滑固定金属导轨水平放置,相距为, 一理想电流表A与两导轨相连,匀强磁场方向与导轨平面垂直,且竖直向下。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场左边界处由静止开始在水平恒力作用下向右运动。导体棒进入磁场后,流经理想电流表的电流逐渐减小,最终稳定为。整个运动过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终与导轨保持垂直,不计导轨的电阻。求:
(1)该磁场磁感应强度的大小B;
(2)电流稳定后,导体棒运动速度的大小;
(3)流经电流表电流的最大值。
(10分)在压强---温度的坐标系中,一定质量的某种理想气体先后发生以下两种状态变化过程:第一种变化是从状态A到状态B,外界对该气体做功为;第二种变化是从状态A到状态C,该气体从外界吸收热量为。图线AC反向延长线通过坐标原点O,B、C两状态的温度相同,理想气体的分子势能为零。求:
(1)从状态A到状态C过程,该气体对外界做功和其内能的增量;
(2)从状态A到状态B过程,该气体内能的增量及其从外界吸收的热量。
(11分)如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=2m/s.试回答下列问题:
(1)该波的波长为多大;
(2)该波的周期为多大;
(3)写出处质点的振动函数表达式;
(4)求出处质点在0~4.5s内通过的路程及t=4.5s时刻的位移。
(8分)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.2kg/和2.0kg/,空气的摩尔质量0.029kg/mol,阿伏伽德罗常数6.0。若潜水员呼吸一次吸入2L空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。(结果保留一位有效数字)
(8分)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,用分度值为0.005的移液管,量取0.100油酸,倒入标称250的容量瓶中,再加入酒精使油酸溶解,最后得到250的溶液。然后用滴管吸取这种溶液,向分度值为0.1的小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1的刻度。再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水的浅盘中滴下5滴溶液,在液面上形成油酸薄膜,待油膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜,如图所示。坐标格的正方形的大小为。由图可以估算出油膜的面积是 ▲ (结果保留二位有效数字);由此估算出油酸分子的直径是 ▲ (结果保留一位有效数字)。
(6分)在利用单摆测定重力加速度的实验中,由单摆做简谐运动的周期公式得,只要测出多组单摆的摆长L和振动周期T,作出图象,就可以求出当地的重力加速度,理论上图象是一条过坐标原点的直线,某同学根据实验数据作出的图象如图所示。
(1)由图象求出的重力加速度 ▲ m/s2(保留三位有效数字,取);
(2)造成图象不过坐标原点的原因是 ▲ 。