下列说法正确的是 ( )
A.扩散现象说明分子间存在斥力
B.布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
C.热量总是从热量较多的物体传递给热量较少的物体
D.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大
(20分)如图所示,固定在上、下两层水平面上的平行金属导轨、和、间距都是,二者之间固定有两组竖直半圆形轨道和,两轨道间距也均为,且和的竖直高度均为4R,两组半圆形轨道的半径均为R。轨道的端、端的对接狭缝宽度可忽略不计,图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架,能使导轨系统位置固定。将一质量为的金属杆沿垂直导轨方向放在下层导轨的最左端位置,金属杆在与水平成角斜向上的恒力作用下沿导轨运动,运动过程中金属杆始终与导轨垂直,且接触良好。当金属杆通过4R的距离运动到导轨末端位置时其速度大小。金属杆和导轨的电阻、金属杆在半圆轨道和上层水平导轨上运动过程中所受的摩擦阻力,以及整个运动过程中所受空气阻力均可忽略不计。
(1)已知金属杆与下层导轨间的动摩擦因数为,求金属杆所受恒力F的大小;
(2)金属杆运动到位置时撤去恒力F,金属杆将无碰撞地水平进入第一组半圆轨道和,又在对接狭缝和处无碰撞地水平进入第二组半圆形轨道和的内
侧,求金属杆运动到半圆轨道的最高位置时,它对轨道作用力的大小;
(3)若上层水平导轨足够长,其右端连接的定值电阻阻值为,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。金属杆由第二组半圆轨道的最高位置处,无碰撞地水平进入上层导轨后,能沿上层导轨滑行。求金属杆在上层导轨上滑行的最大距离。
(18分)如图所示,在xoy平面内,y轴左侧有一个方向竖直向下,水平宽度为m,电场强度E=1.0×104N/C的匀强电场.在y轴右侧有一个圆心位于x轴上,半径r=0.01m的圆形磁场区域,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=0.01T,坐标为x0=0.04m处有一垂直于x轴的面积足够大的竖直荧光屏PQ.今有一束带正电的粒子从电场左侧沿+x方向射入电场,穿过电场时恰好通过坐标原点,速度大小,方向与x轴成30°角斜向下.若粒子的质量,电量,粒子的重力不计。试求:
(1)粒子射入电场时位置的纵坐标和初速度大小;
(2)粒子在圆形磁场中运动的最长时间;
(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,由于磁场位置的不同,导致该粒子打在荧光屏上的位置也不同,试求粒子打在荧光屏上的范围。
(16分)某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究,他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v—t图象,如图所示(除2s~10s时间段图象为曲线外,其余时间段图象均为直线)。已知在小车运动的过程中,2s~14s时间段内小车的功率保持不变,在14s末停止遥控而让小车自由滑行,小车的质量为1.0kg,可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。求:
(1)小车所受到的阻力;
(2)小车匀速行驶阶段的功率;
(3)小车在加速运动过程中(指图象中0~10秒内)位移的大小。
Ⅰ(6分)一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验:(打点计时器所接交流电的频率为50Hz,A、B、C、D……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出)
①如图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;
②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;
③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量.
(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示,圆盘的直径d为 cm;
(2)由图丙可知,打下计数点D时,圆盘转动的角速度为 rad/s;
(3)纸带运动的加速度大小为 m/s2,
Ⅱ.(12分) 测一阻值约1Ω的电阻丝Rx的阻值。为较准确测量,要求多测几组数据。
实验室供选择的器材有:
电源E:电动势约1.5V,内阻可忽略
电流表A1:量程0~0.2A,内阻约0.5Ω
电流表A2:量程0~0.01A,内阻约0.05Ω
电压表V1:量程3.0V,内阻非常大
电压表V2:量程15.0V,内阻非常大
滑动变阻器R:0~10Ω
电阻箱R0:0~99.99Ω
电键S与导线若干
(1)某实验小组的同学设计了如上页图所示的电路图来测量Rx,该电路有不妥或不符合要求之处,请指出其中的两处:
① ;
② 。
(2)请将你设计的测量电路图在方框内,并标明所选器材符号。用测得的物理量计算Rx的公式是Rx= ;式中各物理量的物理意义是
。
AB和CD为圆上两条相互垂直的直径,圆心为O。将电量分别为+q和-q的两点电荷放在圆周上,其位置关于AB对称且距离等于圆的半径,如图所示。要使圆心处的电场强度为零,可在圆周上再放一个适当的点电荷Q,则该点电荷Q
A.应放在A点,Q=2q
B.应放在B点,Q=-2q
C.应放在C点,Q=-q
D.应放在D点,Q=q