(20分)如图12所示,A、B是两块竖直放置的平行金属板,相距为2l,分别带有等量的负、正电荷,在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场。A板上有一小孔(它的存在对两板间匀强电场分布的影响可忽略不计),孔的下沿右侧有一条与板垂直的水平光滑绝缘轨道,一个质量为m、电荷量为q(q>0)的小球(可视为质点),在外力作用下静止在轨道的中点P处。孔的下沿左侧也有一与板垂直的水平光滑绝缘轨道,轨道上距A板l处有一固定档板,长为l的轻弹簧左端固定在挡板上,右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q。撤去外力释放带电小球,它将在电场力作用下由静止开始向左运动,穿过小孔(不与金属板A接触)后与薄板Q一起压缩弹簧,由于薄板Q及弹簧的质量都可以忽略不计,可认为小球与Q接触过程中不损失机械能。小球从接触Q开始,经历时间T0第一次把弹簧压缩至最短,然后又被弹簧弹回。由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺,使得小球每次离开弹簧的瞬间,小球的电荷量都损失一部分,而变成刚与弹簧接触时小球电荷量的(k>1)。
(1)小球第一次接触薄板Q后,则弹簧的最大弹性势能多大;
(2)假设小球被第N次弹回两板间后向右运动的最远处恰好到达B板,小球从开始运动到被第N次弹回两板间向右运动到达B板的总时间。
(20分)如图所示,宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上,框架的上端接有一特殊的电子元件,如果将其作用等效成一个电阻,则其阻值与其两端所加的电压成正比,即等效电阻,式中k为恒量。框架上有一质量为m的金属棒水平放置,金属棒与框架接触良好无摩擦,离地高为h,磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面相垂直。将金属棒由静止释放,棒沿框架向下运动。不计金属棒电阻,问:
(1)金属棒运动过程中,流过棒的电流多大?方向如何?
(2)金属棒经过多长时间落到地面?
(3)金属棒从释放到落地过程中在电子元件上消耗的电能多大?
(14分)某科研单位设计了一空间飞行器,飞行器从地面起飞时,发动机提供的动力方向与水平方向夹角,使飞行器恰沿与水平方向成θ=30°角的直线斜向右上方匀加速飞行。经时间后,将动力的方向沿逆时针旋转60°同时适当调节其大小,使飞行器依然可以沿原方向匀减速飞行,飞行器所受空气阻力不计。求:
(1)时刻飞行器的速率;
(2)整个过程中飞行器离地的最大高度。
(10分)某同学为了测量电流表G的内阻和一段电阻丝AB的电阻率ρ,设计了如图甲所示的电路.已知滑片P与电阻丝有良好的接触,其他连接导线电阻不计.现有以下器材:
A.待测电流表G(量程为60mA,内阻Rg)
B.一段粗细均匀的电阻丝AB(横截面积为S=1.0×10-7m2,总长度为L总=60 cm)
C.定值电阻R=20ΩD.电源E(电动势为6V,内阻不计)
E.毫米刻度尺
F.电键S,导线若干
(1)按照电路图在图乙上用笔画线代替导线连接好电路,闭合电键S,调节滑片P的位置,测出电阻丝AP的长度L和电流表的读数I;改变P的位置,共测得5组L与I的值.
(2)根据测出的I的值,计算出的值,并在坐标纸上描出了各数据点(L,),如图丙所示,请根据这些数据点在图丙上作出-L的图象.
(3)由-L的图象可得待测电流表内阻Rg=________Ω,电阻丝电阻率ρ=_________Ω·m.(结果保留两位有效数字)
(4)实验所提供的器材中,如果电源E的内阻未知且不能忽略,其他条件不变,则( )
A.仍能测出Rg和ρ B.Rg和ρ均不能测出
C.只能测出Rg D.只能测出ρ
(8分)某同学在做练习使用示波器实验,发现示波器上显示如图甲,为了将这个波形变成如图乙所示的波形,可进行如下调节:(填旋钮或开关编号)
(1)调节 使图象变细;
(2)调节 和 使图象位于示波器显示屏的中央;
(3)调节 增大波形曲线竖直方向的幅度;
(4)调节 使图象从负半周开始。
如图所示,质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上,一质量为m的滑块放置在木板左端,滑块与木板间滑动摩擦力大小为f,用水平的恒定拉力F作用于滑块.当滑块运动到木板右端时,木板在地面上移动的距离为s,滑块速度为v1,木板速度为v2,下列结论中正确的是( )
A.上述过程中,F做功大小为
B.其他条件不变的情况下,F越大,滑块到达右端所用时间越长
C.其他条件不变的情况下,M越大,s越小
D.其他条件不变的情况下,f越大,滑块与木板间产生的热量越多