(20分)如图1所示,真空室中电极K发出的电子(初速不计)经过U0=1000V的加速电场后,由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入。A、B板长l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B两板间的电压u随时间t变化的u-t图线如图2所示。设A、B间的电场可看作是均匀的,且两板外无电场。在每个电子通过电场区域的极短时间内,电场可视作恒定的。两板右侧放一记录圆筒,筒在左侧边缘与极板右端距离b=0.15m,筒绕其竖直轴匀速转动,周期T=0.20s,筒的周长s=0.20m,筒能接收到通过A、B板的全部电子。
(1)以t=0时(见图2,此时u=0)电子打到圆筒记录纸上的点作为xy坐标系的原点,并取y轴竖直向上。试计算电子打到记录纸上的最高点的y坐标和x坐标。(不计重力作用)
(2)在给出的坐标纸(图3)上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线。
(18分)如图,一小车静止在光滑水平地面上,车顶用长L=0.8m的细线悬挂一静止小球,小车质量m3=4.0kg,小球质量m2=0.9kg,一质量为m1=0.1kg的子弹以速度v1=10m/s水平射入球内(作用时间极短,g取10m/s2),求
(1)细线上摆的最大角度θ。
(2)小球第一次返回最低点时,小球的速度和小车的速度。
(16分)原地起跳时,先屈腿下蹲,然后突然蹬地。从开始蹬地到离地是加速过程(视为匀加速)加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”。离地后重心继续上升,在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”。现有下列数据:人原地上跳的“加速距离”d1=0.50m,“竖直高度”h1=1.0m;跳蚤原地上跳的“加速距离”d2=0.00080m,“竖直高度”h2=0.10m。假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度,而“加速距离”仍为0.50m,则人上跳的“竖直高度”是多少?
(13分)“黑盒子”表面有a、b、c三个接线柱,盒内总共有两个电学元件,每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明盒内元件的种类及连接方式,某位同学用多用电表进行了如下探测:
第一步:用电压挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针均不发生偏转;
第二步:用电阻×100Ω挡,对任意两个接线柱正、反向测量,指针偏转情况如图1所示。
(1)第一步测量结果表明盒内 电池(填“有”或“无”)。
(2)图2示出了图1[1]和图1[2]中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是 Ω;
图3示出了图1[3]中欧姆表指针所处的位置,其对应的阻值是 Ω。
(3)请在下图的接线柱间,用电路符号画出盒内的元件及连接情况。
(4)一个小灯泡与3V电池组的连接情况如图5所示。如果把图5中e、f两端用导线直接相连,小灯泡可正常发光。欲将e、f两端分别与黑盒子上的两个接线柱相连,使小灯泡仍可发光。那么,e端应连接到 接线柱,f端应连接到 接线柱。
(5分)
用很薄的透明材料制成一空心等腰直角三棱镜ABC,放在某种透明液体中(三棱镜内部是空气),如图所示.一束单色光从三棱镜的AB面入射,进入棱镜中的折射光线恰好与棱镜底面平行.经棱镜后出射光线与最初入射光线相比偏向角为30°.这种液体的折射率为 .
在如图所示电路中,闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化,电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示,电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示.正确的是( )
A.U1/I不变,ΔU1/ΔI不变 B.U2/I变大,ΔU2/ΔI变大
C.U2/I变大,ΔU2/ΔI不变 D.U3/I变大,ΔU3/ΔI不变