(18分)如图甲所示(俯视图),相距为2L的光滑平行金属导轨水平放置,导轨一部分处在以OO/ 为右边界匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直导轨平面向下,导轨右侧接有定值电阻R,导轨电阻忽略不计。在距边界OO/也为L处垂直导轨放置一质量为m、电阻不计的金属杆ab。求解以下问题:
(1)若ab杆固定在轨道上的初始位置,磁场的磁感应强度在时间t内由B均匀减小到零,求此过程中电阻R上产生的焦耳热为Q1。
(2)若磁场的磁感应强度不变,ab杆在恒力作用下由静止开始向右运动3L距离,其v--x的关系图像如图乙所示。求①ab杆在刚要离开磁场时的加速度大小;②此过程中电阻R上产生的焦耳热Q2 。
(16分)如图所示,竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径为R,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点为光滑轨道的最高点且在O的正上方,一个小球在A点正上方由静止释放,自由下落至A点进入圆轨道并恰好能通过B点,最后落到水平面C点处。求:
(1)小球通过轨道B点的速度大小;
(2)释放点距A点的竖直高度;
(3)落点C与A点的水平距离。
(1)(8分)①某同学用如图所示的实验装置进行“探究恒力做功与动能改变的关系”实验,他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小实验误差,除了要求钩码的重力远小于小车的重力外,在实验中应该采取的必要措施是 。
②打点计时器使用50Hz的交流电。下图是钩码质量为0.03kg时实验得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表中的相应位置。
表:纸带的测量结果
测量点 |
S/cm |
v/(m·s-1) |
O |
0.00 |
0.35 |
A |
1.51 |
0.40 |
B |
3.20 |
0.45 |
C |
|
|
D |
7.15 |
0.54 |
E |
9.41 |
0.60 |
③实验测得小车的质是为0.22Kg。此同学研究小车运动过程中A点到E点对应的拉力对小车做的功为0.023J,小车的动能变化为 J,这样在实验允许的误差范围内就说明“合外力对物体做的功等于物体动能的变化”。
(2)某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率,已知电阻丝长度为L,电阻约为20Ω,可提供的实验仪器有:
A:电流表G,内阻Rg=120Ω,满偏电流I g=3mA
B:电流表A,内阻约为0.2Ω,量程为0~0.6A;
C:螺旋测微器
D:变阻箱(0~9999Ω,0.5A)
E:滑动变阻器RW(5Ω,1A)
F:电池组(3V,0.05Ω)
G:一个开关和导线若干
他进行了以下操作:
①用螺旋测微器测量这段电阻丝的直径。如图所示为螺旋测微器的示数部分,则该次测量测得电阻丝的直径d= mm。
②把电流表G与电阻箱串联当作电压表用。这块“电压表”最大能测量3V的电压,则电阻箱的阻值应调为R0= Ω。
③设计实验电路图。图虚线框中只是他设计的实验电路图的一部分,请将电路图补画完整。
④实验电路连接。请根据设计的合理的电路图进行正确的电路连线。
⑤测量并计算电阻率。闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某确定位置,电流表G的示数为I1,电流表A的示数为I2。
请用测得的物理量和已知量写出计算电阻率的表达式ρ= 。
如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面,斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ。一质量为m(m<M)的小物块以一定的初速度沿水平面向右运动,不计冲上斜面过程中机械能损失。如果斜面固定,则小物块恰能冲到斜面顶端。如果斜面不固定,则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为
A.h B.
C. D.
空间某区域内存在着电场,电场线在竖直平面上的分布如图所示,一个质量为m、电量为q的小球在该电场中运动,小球经过A点时的速度大小为v1,方向水平向右;运动至B点时的速度大小为v2,运动方向与水平方向之间的夹角为α,A、B两点之间的高度差为h、水平距离为S,则以下判断中正确的是
A.A、B两点的电场强度和电势关系为EA<EB、A<B
B.如果v2>v1,则说明电场力一定做正功
C.A、B两点间的电势差为
D.小球从A运动到B点的过程中电场力做的功为
一列简谐横波沿x轴传播。它在传播过程中先后到达相距4.0m的两个质点a、b。从质点a开始振动的瞬间计时,a、b两质点的振动图像分别如图中的甲和乙所示。则以下说法正确的是
A.此列简谐横波的波长一定为8 m
B.此列简谐横波可能的传播速度为m/s,其中n=0、1、2、3、……
C.此列简谐横波从质点a传播到质点b的时间段内,质点a 振动经过的路程为2cm
D.t=1s时刻,质点a向上振动,而质点b向下振动