用起重机将质量为m的物体减速地吊起一段距离,那么作用在物体上的各力的做功情况,正确的是( )
A.重力做正功,拉力做负功,合力做负功
B.重力做负功,拉力做正功,合力做正功
C.重力做正功,拉力做负功,合力做正功
D.重力做负功,拉力做正功,合力做负功
(20分)
一种电磁缓冲装置,能够产生连续变化的电磁斥力,有效缓冲车辆间的速度差,避免车辆间发生碰撞和追尾事故。下图虚线框内为某种电磁缓冲车的结构示意图,在缓冲车的底部还安装有电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,在缓冲车的PQ、MN导轨内有一个由高强度材料制成的缓冲滑块K,滑块K可以在导轨上无摩擦地滑动。在滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd,线圈的总电阻为R,匝数为n,ab的连线长为L,缓冲车在光滑水平面上运动。
(1)如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下,求缓冲车厢速度减半时滑块K上线圈内的感应电流大小和方向;
(2)如果缓冲车以速度v0与障碍物碰撞后滑块K立即停下,求缓冲车厢从碰撞到停下过程中通过的位移(设缓冲车厢与滑块K始终不相撞);
(3)设缓冲车厢质量为m1 ,滑块K质量为m2 ,如果缓冲车以速度v匀速运动时.在它前进的方向上有一个质量为m3的静止物体C,滑块K与物体C相撞后粘在一起。碰撞时间极短。设m1 = m2 = m3 = m, cd边进入磁场之前,缓冲车(包括滑块K)与物体C达到相同的速度,求相互作用的整个过程中线圈abcd产生的焦耳热。(物体C与水平面间摩擦不计)
(18分)
图为“双聚焦分析器”质谱仪的结构示意图,其中,加速电场的电压为,静电分析器中与圆心等距离的各点场强大小相等、方向沿径向,磁分析器中以为圆心、圆心角为90°的扇形区域内,分布着方向垂直于纸面的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右端面平行。由离子源发出的一质量为、电荷量为的正离子(初速度为零,重力不计)经加速电场加速后,从点从垂直于电场方向进入静电分析器,沿半径为的四分之一圆弧轨迹做匀速圆周运动,从点射出,接着由点垂直磁分析器的左边界射入,最后垂直于下边界从点射出并进入收集器。已知点与圆心的距离为。求:
(1)磁分析器中磁场的磁感应强度的大小和方向;
(2)静电分析器中离子运动轨迹处电场强度的大小;
(3)现将离子换成质量为、电荷量仍为的另一种正离子,其它条件不变。试分析指出该离子进入磁分析器时的位置,它射出磁场的位置在点的左侧还是右侧?
(16分)
某学习小组,为了研究电梯的运行情况。利用传感器进行实验。在竖直方向运行的电梯中,拉力的传感器下方悬挂一重物,电梯从某楼层由静止出发,到另一楼层停止,途中有一阶段做匀速直线运动。传感器的屏幕上显示出传感器受的拉力与时间的关系图像,如图所示。(重力加速度g=10m/s2)
(1)说明电梯在前2秒内加速度、速度怎么变化,并判定电梯是上行还是下行。
(2)求电梯运动中加速度的最大值。
(3)求全过程拉力对重物的冲量。
(10 分)
现有以下器材:
A.电流表一只(量程适当,内阻为r,待测,带有按钮开关K1,按下按钮,电流表与电路接通,有电流通过电流表,电流表显出一定的读数)
B.阻值已知为R 的固定电阻一个
C.阻值未知的待测电阻Rx一个
D.直流电源一个(电动势为E、内阻忽略不计)
E.单刀双掷开关K一个,接线用的导线若干
试设计一个实验电路,用它既能测量直流电源的电动势E 和电流表内阻r,又能测量待测电阻的阻值Rx ( 注意:此电路接好后,在测量过程中不许再拆开,只许操作开关,读取数据)。具体要求:
(1)画出所设计的电路图。
(2)写出测量E、Rx和r主要的实验步骤。
(3)导出用已知量和实验中测量出的量表示的E、r 和Rx的表达式。
(8分)
(1)(4分)如图所示,甲图中螺旋测微器的读数为 mm,乙图中游标卡尺(游标尺规格为20分度)的读数为 cm.
(2)(4分)用电磁打点计时器记录一小车做匀变速直线运动的纸带,如图所示。图中1、2、3、4、5是每隔0.1s所取的计数点,由实验数据可知,小车运动的加速度大小为 m/s2,小车通过计数点2的瞬时速率为 m/s。