(15分)动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具,以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐.动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组,就是动车组,假设有一动车组由8节车厢连接而成,每节车厢的总质量均为7.5×104kg.其中第一节、第二节带动力,它们的额定功率分别为3.6×l07W和2.4X107W,车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍
(1)求该动车组只开动第一节的动力的情况下能达到的最大速度;
(2)若列车从A地沿直线开往B地,先以恒定的加速度a=lm/s2(同时开动第一、第二节的动力)从静止开始启动,求列车匀加速运动的时间。
(3)(此问省示范高中学生必做,其他学校学生不做)若在(2)中列车达到最大速度后匀速行驶,匀速运动后某一时刻除去动力,列车在阻力作用下匀减速至B地恰好速度为0.已知AB间距为1.625x104m,求列车从A地到B地的总时间。
(12分)如图(甲)所示,边长为L=2.5m、质量m=0.50kg的正方形绝缘金属线框,平放在光滑的水平桌面上,磁感应强度B=0.80T的匀强磁场方向竖直向上,金属线框的一边ab与磁场的边界MN重合.在力F作用下金属线框由静止开始向左运动,在5.0s内从磁场中拉出.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图(乙)所示.已知金届线框的总电阻为震=4.0Ω.
(1)试判断金属线框从磁场中拉出的过程中,线框中的感应电流方向;
(2)t=2.0s时,金属线框的速度和金属线框受的拉力F;
(3)已知在5.0s内力F做功1.92J,那么,金属框从磁场拉出过程线框中产生的焦耳热是多少。
(12分)某大型游乐场内,有一种能使人体产生超重、失重感觉的大型娱乐设施,该设施用电梯将乘坐有十多人的座舱悬停在几十米的高空处,然后让座舱从高空自由下落(此时座舱受到的阻力极小,可忽略),当落至一定位置时,良好的制动系统开始工作,使座舱落至地面时刚好停止.假设座舱开始下落时的高度为75m,当下落至离地面30m时,开始对座舱进行制动,并认为座舱的制动是匀减速运动.(取g=l0m/s2)
(1)从开始下落至落到地面所用的时间;
(2)当座舱下落到距地面l0m位置时,人对座舱的压力与人所受到的重力之比是多少。
(7分)有一个小灯泡上标有“4V,2W”的字样,现在要用伏安法测量这个小灯泡的伏安特性曲线。器材如下图。
电压表V (0—5V,内阻约10kΩ)
电流表A(0—0.6A,内阻约0.4Ω)
滑动变阻器R (0—10Ω,2A)
学生电源(直流6V)、开关及导线
(1)为使实验误差尽量减小,要求从零开始多取几组数据;请在下面的方框中画出实验电路图
(2)某同学通过实验得到的数据画出了该灯泡的伏安特性曲线,如上图所示,若用电动势为4.0V、内阻为8Ω的电源直接给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是____W。(保留2位有效数字)
(3)P为上图中图线上的一点,PN为图线上P点的切线、PQ为U轴的垂线,PM为I轴的垂线,下列说法中正确的是
A.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大
B.随着所加电压的增大,小灯泡的电阻减小
C.对应P点,小灯泡的电阻约为5.33Ω
D.对应P点,小灯泡的电阻约为24.0Ω
(6分)某同学在实验室用如图甲所示的装置来探究加速度与力、质量的关系和有关功和能的问题。(1)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,在 条件下,可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力,在控制 不变的情况下,可以探究加速度与合力的关系。
(2)在此实验中,此同学先接通打点计时器的电源,再放开纸带,如图乙是在情况下打出的一条纸带,O为起点,A、B、C为过程中的三个相邻的计数点,相邻的计数点之间有四个点没有标出,有关数据如图所示,其中,则小车的加速度为a=____m/s2,打B点时小车的速度为VB= m/s。(保留2位有效数字)
(3)用如图所示的装置,要探究恒力做功与动能改变的关系,实验数据应满足一个怎样的关系式________,从而得到动能定理。(用符号表示,不要求计算结果) ’
(4分)有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度,用它测量一小球的直径,如图甲所示的读数是____mm.用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图乙所示的读数是 mm.