关于物理学的研究方法,以下说法错误的是:
A.在用实验探究加速度、力和质量三者之间关系时,应用了控制变量法
B.在利用速度时间图像推导匀变速直线运动位移公式时应用的是微元法
C.在定义电场强度时应用了比值法,因而电场强度与电场力和试探电荷的电量无关
D.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,建立质点概念是应用近似替代法
如图所示,两平行光滑的金属导轨MN、PQ固定在水平面上,相距为L,处于竖直方向的磁场中,整个磁场由若干个宽度皆为d的条形匀强磁场区域1、2、3、4……组成,磁感应强度B1、B2的方向相反,大小相等,即B1=B2=B。导轨左端MP间接一电阻R,质量为m、电阻为r的细导体棒ab垂直放置在导轨上,与导轨接触良好,不计导轨的电阻。现对棒ab施加水平向右的拉力,使其从区域1磁场左边界位置开始以速度v0向右作匀速直线运动并穿越n个磁场区域。
(1)求棒ab穿越区域1磁场的过程中电阻R产生的焦耳热Q;
(2)求棒ab穿越n个磁场区域的过程中拉力对棒ab所做的功W;
(3)规定棒中从a到b的电流方向为正,画出上述过程中通过棒ab的电流I随时间t变化的图象;
(18分)如图所示,在矩形ABCD内对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场,对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出),矩形AD边长L,AB边长为L。一个质量为m、电荷+q的带电粒子(不计重力)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场,在对角线BD的中点P处进入磁场,并从DC边上的Q点垂直于DC离开磁场,试求:
(1)电场强度的大小
(2)带电粒子经过P点时速度的大小和方向
(3)磁场的磁感应强度的大小和方向
(16分)如图所示,内壁光滑的半径为R的圆形轨道,固定在竖直平面内,质量为m1小球静止在轨道最低点,另一质量为m2的小球(两小球均可视为质点)从内壁上与圆心O等高的位置由静止释放,到最低点时与m1发生弹性碰撞,求:
(1)小球m2运动到最低点时的速度大小;
(2)碰撞后,欲使m1能沿内壁运动到最高点,则m2/m1应满足什么条件?
(18分)
(1)如图所示,abcd为单匝矩形线圈,边长ab=10cm,bc=20cm。该线圈的一半位于具有理想边界、磁感应强度为0.1T、宽为20cm的匀强磁场中,磁场方向与线圈平面垂直。若线圈绕通过ab边的轴以100p rad/s的角速度匀速旋转,当线圈由图示位置转过90°时的瞬时感应电动势大小为___________V。
(2)某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.
(I)请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当:
① ;
② 。
(II)该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带,取连续的六个点A、B、C、D、E、F为计数点,测得点A到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5,若打点的时间间隔为T,则打E点时重物速度的表达式为vE=
(3)冬、春季节降水量少,广东沿海附近水位较低,涨潮时海水倒灌出现所谓咸潮现象,使沿海地区的城市自来水中的离子浓度较高,水质受到影响,为了研究咸潮出现的规律,某同学设计了一个监测河水电阻率的实验。它在一根均匀的长玻璃管两端装上两个橡胶塞和铂电极,如下图(1)所示,两电极相距L=0.314m,其间充满待测的河水。安装前他用如下图(2)的游标卡尺(图为卡尺的背面)测量玻璃管的内径,结果如下图(3)所示。
他还选用了以下仪器:量程15V、内阻300kΩ的电压表,量程300μA、内阻50Ω的电
流表,最大阻值为1kΩ的滑动变阻器,电动势E=12V、内阻r=6Ω的电池组,开关等各一个,以及导线若干。下图(4)坐标中包括坐标为(0,0)的点在内的9个点表示他测得的9组电流I、电压U的值。
根据以上材料完成以下问题:
(a)测量玻璃管内径时,应将上图(2)中的游标卡尺的A、B、C三部分中的__________________与玻璃管内壁接触(填代号);
(b)玻璃管的内径d=___________mm;
(c)图(4)中的9个点表示实验中测得的9组电流I、电压U的值,试写出根据此图求R值的步骤:
(d)上图(5)中的实物仪器部分已连线,将其他部分连接成能测出上图(4)数据的实物连接图;
(e)开头闭合前滑动变阻器的滑片应先滑至___________端。
美国物理学家密立根利用图示的电路研究金属的遏制电压Uc与入射光频率的关系,描绘出图乙中的图像,由此算出普朗克常量h,电子电量用e表示,下列说法正确的是( )
A.入射光的频率增大,测遏制电压时,应使滑动变阻器的滑片P向M端移动
B.增大入射光的强度,光电子的最大初动能也增大
C.由Uc-图像可知,这种金属截止频率为c
D.由Uc-图像可求普朗克常量表达式为h =