如图所示,光滑绝缘水平面的上方空间被竖直的分界面MN分隔成两部分,左侧空间存在一水平向右的匀强电场,场强大小 右侧空间有一长为R=0.8m的绝缘轻绳,绳的一端固定于O点,另一端拴一个质量m2=m的不带电的小球B在竖直平面内做顺时针方向的圆周运动,运动到最低点时速度大小vB=8m/s,小球B在最低点时与地面接触但没有弹力. 在MN左侧空间中有一个质量为m1=m的带正电的物体A,电荷量大小为q,在水平面上与MN界面水平间距为L处由静止释放,恰好与运动到最低点处的B发生正碰,并瞬间粘合成一个整体C,碰后瞬间在MN的右侧空间立即加上一竖直向上的匀强电场,场强大小E2=3E1(g=10m/s2)
(1)如果L=0.2m,求出整体C运动到最高点时的瞬时速度大小,及此时绳的拉力是物体重力的多少倍?
(2)当L满足什么条件时,整体C可以在竖直面内做一个完整的圆周运动?
如图所示,在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨上端跨接一阻值为R的电阻(导轨电阻不计)。两金属棒a和b的电阻均为R,质量分别为ma=2×10-2kg和mb=1×10-2kg,它们与导轨相连,并可沿导轨无摩擦滑动。闭合开关S,先固定b,用一恒力F向上拉,稳定后a以v1=10m/s的速度匀速运动,此时再释放b,b恰好保持静止,设导轨足够长,取g=10m/s2。
(1)求拉力F的大小;
(2)若将金属棒a固定,让金属棒b自由滑下(开关仍闭合),求b滑行的最大速度v2;
物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能,转动动能的大小与物体转动的角速度有关。为了研究某一砂轮的转动的动能EK与角速度的关系。某同学采用了下述实验方法进行探索:先让砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度,然后让砂轮脱离动力,由于克服转轴间摩擦力做功,砂轮最后停下,测出砂轮从脱离动力到停止转动的过程中转动的圈数为,通过分析实验数据,得出结论。经实验测得的几组和如下表所示:
0.5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
n |
5.0 |
20 |
80 |
180 |
320 |
|
|
|
|
另外已测得砂轮转轴的直径为1cm,转轴间的摩擦力为10/πN
(1)计算出砂轮每次脱离动力时的转动动能,并填入上表中(只需填前三个);
(2)由上述数据写出该砂轮的转动动能Ek与角速度的关系式.
Ⅰ.(4分)如图所示的装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成。光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度,导轨标尺可以测出两个光电门间的距离,另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m。
下面说法正确的是 (填写字母代号)
A.用该装置可以测出滑块的加速度
B.用该装置验证牛顿第二定律时,要保证拉力近似等于沙桶的重力,必须满足M>>m
C.可以用该装置验证机械能守恒定律,但必须满足M>>m
D.不能用该装置验证动能定理。
Ⅱ.(14分)有一圆柱体的未知合金,为测定其电阻率,某同学做了如下操作
(1)用螺旋测微器测其直径d,如图所示,读数是 mm.
(2)再用游标卡尺测其长度l,如图所示,读数是 cm.
(3)用多用电表粗测电阻
①首先选用“×l0”欧姆挡,其阻值如图甲中指针所示,为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用 欧姆挡;
②按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时,其阻值如图乙中指针所示,则该合金的阻值Rx大约是 Ω.
(4)精确地测量其电阻该同学手头上只有以下器材:
A.电压表V2,量程15V,内阻约20kΩ
B.电流表A1(量程l00mA,内阻约为10Ω)
C.电阻箱R1,最大阻值为99.99Ω
D.滑动变阻器R2,最大阻值50Ω
E.电流表A2(量程100μA,内阻约100Ω)
F.滑动变阻器R3,最大阻值10kΩ
G.导线及单刀单掷、单刀双掷开关若干
H.电源(电动势约3V,内阻约为10Ω)
①该同学应选择合适的器材是 (填写器材前面的字母),要求电表的示数应大于量程的三分之一,且滑动变阻器调节方便.
②请在虚线框中画出测量该合金电阻的电路图,并标上相应元件的符号。按图连接好线路之后,即可测出其阻值Rx.
(5)用以上所测量的物理量,写出电阻率的表达式 .
空间有一匀强电场,在电场中建立如图所示的直角坐标系0–xyz,M、N、P为电场中的三个点,M点的坐标(0,a,0),N点的坐标为(a ,0, 0),P点的坐标为(a,a/2,a/2)。已知电场方向平行于直线MN,M点电势为0,N点电势为1V,则P点的电势为( )
A.1/4V
B.V
C.3/4V
D.V
如图所示,边长为L的等边三角形ABC为两有界匀强磁场的理想边界,三角形内的磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B,三角形外的磁场(足够大)方向垂直纸面向里,磁感应强度大小也为B。把粒子源放在顶点A处,它将沿∠A的角平分线发射质量为m、电荷量为q、初速度为v0的带电粒子(粒子重力不计,离子在磁场中运动周期为T)。若从A射出的粒子( )
①带负电,,第一次到达C点所用时间为t1
②带负电,,第一次到达C点所用时间为t2
③带正电,,第一次到达C点所用时间为t3
④带正电,,第一次到达C点所用时间为t4
A. B. C. D.