(18分)质量为m,长为L的矩形绝缘板放在光滑水平面上,另有一质量为m,带电量为q的小物块沿板的上表面以某一初速度从左端A水平向右滑上该板,整个装置处于竖直向下,足够大的匀强电场中,小物块沿板运动至右端B恰好停在板上.若强场大小不变而方向反向,当小物块仍由A端以相同的初速度滑上板面,则小物块运动到距A端的距离为板长2/3处时,就相对于板静止了。
(1)通过计算说明小物块带何种电荷?匀强电场场强的大小E是多少?
(2)撤去电场,在绝缘板上距A端为处固定一质量可以忽略的挡板,小物块以相同初速度滑上绝缘板,与该挡板发生弹性正碰,求至少多大时,小物块不会从绝缘板上掉下。
(14分)在温哥华冬奥会上,中国冰雪健儿取得了优异成绩,尤其是跳台滑雪项目有了较大突破。现将此运动简化为如下模型。运动员穿着滑雪板,从跳台水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆,如图所示。设运动员连同滑雪板的总质量m=50 kg,从倾角θ=37°的坡顶A点以速度=20m/s沿水平方向飞出,恰落到山坡底的水平面上的B处。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)运动员在空中飞行的时间t和AB间的距离s;
(2)运动员落到水平面上的B处时顺势屈腿以缓冲,使他垂直于水平面的分速度在△t=0.20s的时间内减小为零。试求缓冲过程中滑雪板对水平面的平均压力大小。
(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=20Ω;D.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)我市第一中学物理兴趣小组的同学,打算用单摆测定当地重力加速度。
(1)用刻度尺测得摆长为,测量周期时用到了秒表,长针转一周的时间为30s,表盘上部的小圆共15大格,每一大格为1min,该单摆摆动n=50次时,长短针的位置如图所示,所用时间为t=________s。
(2)用以上直接测量的物理量的英文符号表示重力加速度的计算式为g=__________(不必代入具体数据)。
(3)若有一位同学在实验时测出多组单摆的摆长l和振动周期T,作出T 2—图象,就可以求出当地重力加速度.理论上T 2 —图象是一条过坐标原点的直线,该同学根据实验数据作出的图象如图所示.
①造成图象不过坐标原点的原因最有可能是___。
②由图象求出的重力加速度g=_______m/s2(取π2=9.87)。
如图,光滑斜面的倾角为,斜面上放置一矩形导体线框abcd,ab边的边长为l1,bc边的边长为l2,线框的质量为m,电阻R,线框通过细棉线绕过光滑的滑轮与重物相边,重物质量为M,斜面上ef线(ef平行底边)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B,如果线框从静止开始运动,进入磁场的最初一段时间是做匀速运动的,且线框ab边始终平行底边,则下列说法正确的是:
A.线框进入磁场前运动的加速度为
B.线框进入磁场时匀速运动的速度为
C.线框做匀速运动的总时间为
D.该匀速运动过程产生的焦耳热为
如图所示为一建筑工地为吊装材料用的卷扬机模型,可简化为:用原、副线圈的匝数比为n的理想变压器,给原线圈接电压为u=U0sinωt的正弦交流电,输出端接有一个交流电流表和一个电动机,电动机的线圈电阻为R.当输入端接通电源后,电动机带动一质量为m的重物匀速上升,此时电流表的示数为I,重力加速度为g,下列说法正确的是:
A.电动机两端电压为IR
B.原线圈中的电流为nI
C.电动机消耗的电功率为
D.重物匀速上升的速度为