(14分)如图所示,长为L的细绳上端系一质量不计的环,环套在光滑水平杆上,在细线的下端吊一个质量为m的铁球(可视作质点),球离地的高度h=L。现让环与球一起以的速度向右运动,在A处环被挡住后立即停止。已知A离右墙的水平距离也为L,当地的重力加速度为,不计空气阻力。求:
(1)在环被挡住立即停止时绳对小球的拉力大小;
(2)若在环被挡住后,细线突然断裂,则在以后的运动过程中,球的第一次碰撞点离墙角B点的距离是多少?
I.(10分)
如图所示,某同学为了测量截面为正三角形的三棱镜玻璃折射率,先在白纸上放好三棱镜,在棱镜的左侧插上两枚大头针P1和P2,然后在棱镜的右侧观察到 P1像和P2像,当P1的像被恰好被P2像挡住时,插上大头针P3和P4,使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3和P1、P2的像.在纸上标出的大头针位置和三棱镜轮廓如图所示。
(1)在答题纸的图上画出对应的光路;
(2)为了测出三棱镜玻璃材料的折射率,若以AB作为分界面,需要测量的量是 ▲ 和 ▲ ,在图上标出它们;
(3)三棱镜玻璃材料折射率的计算公式是n= ▲ 。
(4)若在测量过程中,放置三棱镜的位置发生了微小的平移(移至图中的虚线位置底边仍重合),则以AB作为分界面,三棱镜材料折射率的测量值 ▲ 三棱镜玻璃材料折射率的真实值(填“大于”、“小于”、“等于”)。
II.(12分)
现要测量某一电压表的内阻。给定的器材如下:
器材(代号) |
规格 |
待测电压表V1 |
量程1V,内阻约为10k (待测) |
电压表V2 |
量程3V,内阻Rv2=6k |
电流表(A) |
量程0.6A,内阻约为10 |
三个固定电阻 |
R1=1 000,R2=3 000,R3=10 000 |
滑动变阻器(R4) |
最大电阻为100 |
滑动变阻器(R5) |
最大电阻为10 |
电源E |
电动势6V,最大允许电流200mA |
开关(S)、导线若干 |
|
要求测量时电表指针偏转均超过其量程的一半。
(1)从3个固定电阻中只选用1个,与其它器材一起组成测量电路,并在答题纸的虚线框内画出测量电路的原理图。(要求电路中各器材用题中给定的符号标出。)
(2)写出实验中必须记录的数据(用符号表示),并指出各符号的意义 ▲ 。
(3)用(2) 中记录的数据表示待测电压表内阻RV1的公式为RV1= ▲ 。
理论研究表明,无限大的均匀带电平面在周围空间会形成与平面垂直的匀强电场。现有两块无限大的均匀绝缘带电平板,正交放置如图所示,A1B1两面正电,A2B2两面负电,且单位面积所带电荷量相等(设电荷不发生移动)。图中直线A1B1和A2B2分别为带正电平面和带负电平面与纸面正交的交线,O为两交线的交点,C、D、E、F恰好位于纸面内正方形的四个顶点上,且CE的连线过O点。则下列说法中正确的是
A.C、E两点场强相同
B.D、F两点电势相同
C.电子从C点移到D点电场力做正功
D.在C、D、E、F四个点中电子在F点具有的电势能最大
1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G,因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人,若已知万有引力常量G,地球表面处的重力加速度g,地球半径为R,地球上一个昼夜的时间为T1(地球自转周期),一年的时间T2(地球公转的周期),地球中心到月球中心的距离L1,地球中心到太阳中心的距离为L2。则
A.地球的质量
B.太阳的质量
C.月球的质量
D.利用上面给出的已知量可求月球、地球及太阳的密度
如图所示,理想变压器,原副线圈的匝数比为n。原线圈接正弦交流电压U,输出端A、A1、A2、A3为理想的交流电流表,R为三个完全相同的电阻,L为电感,C为电容,当输入端接通电源后,电流表A读数为I。下列判断正确的是
A.副线圈两端的电压为nU
B.通过副线圈的最大电流
C.电流表A1的读数I1大于电流表A2的读数I2
D.电流表A3的读数I3=0
如图所示,光滑导轨倾斜放置,其下端连接一个灯泡,匀强磁场垂直于导轨所在平面,当ab棒下滑到稳定状态时,小灯泡获得的功率为P0。除灯泡外,其它电阻不计,要使灯泡的功率变为2P0(仍在灯泡额定功率范围内),下列措施正确的是
A.换一个电阻为原来一半的灯泡
B.磁感应强度增为原来的2倍
C.换一根质量为原来的倍的金属棒
D.把导轨间的距离增大为原来的倍