(12分)如图所示,在地面附近,坐标系xoy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x<0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E。一个带正电的油滴经图中x轴上的M点,始终沿与水平方向成角α= 30°的斜向下的直线运动,进入x>0的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动,需在x>0的区域内加一个匀强电场,若带电油滴做圆周运动通过x轴上的N点,且MO=NO,
求:(1)油滴运动的速率大小;
(2)在x>0空间内所加电场的场强大小和方向;
(3)油滴从x轴上的M点开始到达轴上的N点所用的时间。
(10分)如图所示,两根平行光滑金属导轨PQ和MN相距d=0.5m,它们与水平方向的倾角为α(sinα=0.6),导轨的上方跟电阻R=4Ω相连,导轨上放一个金属棒,金属棒的质量为m=0.2kg、电阻为r=2Ω。整个装置放在方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1.2T.金属棒在沿斜面方向向上的恒力作用下由静止开始沿斜面向上运动,电阻R消耗的最大电功率P=1.0W. (g=10m/s2)
求:(1)恒力的大小;
(2)恒力做功的最大功率
(12分)如图所示,长为R的轻绳一端固定于O点,另一端拴一质量为m的小球,把球拉至最高点A,然后以υ0=的水平速度抛出。
计算:(1)绳被拉直时小球的位置在何处?
(2)小球经过最低点C时小球对绳的拉力F?(设绳被拉直后小球沿绳方向的分速度迅速变为零)
(3)小球在整个运动过程中绳子对小球所做的功是多少?
(9分)如图所示,宽为L=1 m、高为h=7.2 m、质量为M=8 kg、上表面光滑的木板在水平地面上运动,木板与地面间的动摩擦因数为μ=0.2.当木板的速度为v0=3 m/s时,把一原来静止的质量m=2 kg的光滑小铁块(可视为质点)轻轻地放在木板上表面的右端,g取10m/s2.
求:(1)小铁块与木板脱离时长木板的速度大小v1;
(2)小铁块刚着地时与木板左端的距离S.
某学习小组的同学们要测量一节用旧的干电池的电动势和内阻.
(1)①他们用电流表、电压表和滑动变阻器进行实验时,所用滑动变阻器的阻值范围0~20Ω,连接电路的实物图如图所示,则他们在接线中错误的和不规范的做法是_______(填字母代号)
A.滑动变阻器不起变阻作用 B.电流表接线有错
C.电压表量程选用不当 D.电压表接线有错
②他们检查并更正了接线错误后进行实验,根据实验记录的数据画出了U-I图象,可以得出的正确结论是__________(填字母代号)
A.待测电源的电动势为1.4V B.电源短路电流为0.20A
C.计算出的电源内阻为7.0Ω D.计算出的电源内阻为2.0Ω
③.老师建议他们只用一个电压表、一个电阻箱、一个电键及导线等,再来测量这节干电池的电动势和内阻:请你帮他们画出实验电路图:
在验证机械能守恒定律的实验中,一同学进行如下操作
A.将打点计时器水平固定在铁架台上
B.将长约0.5m的纸带用小夹子固定在重物上后穿过打点计时器,用手提着纸带,使重物静止在靠近打点计时器的地方
C.先松开纸带,再接通电源,让重物自由下落,计时器就在纸带上打下一系列的点
D.换几条纸带,重复上面实验
E.在答出的纸带中挑选第一、第二两点间距接近2mm,且点迹清楚的纸带进行测量,先记下O点(第一个点)的位置,再从后面较清晰的任意点开始依次再取四个计数点A、B、C、D,求出相应位置对应的速度及其下落的高度。
F.将测量数据及计算结果填入自己设计的表格中
G.根据以上测得数据计算相应的动能和重力势能,验证机械能守恒定律
(1)以上操作有错误的是
(2)选出一条纸带如图所示,其中O点为起点,A、B、C为三个计数点,打点计时器通过周期为0.02s的交流电,用最小刻度为mm的刻度尺,测得OA=11.13cm,OB=17.69cm,OC=25.9cm。这三个数字中不符合有效数字要求的是 ,应写成 cm。在计数点A和B之间,B和C之间还各有一个点未画出,重锤的质量为m=1.5kg,根据以上数据,求当打点针打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了 J;这时它的动能是 J。(g取10m/s2,结果保留三位有效数字)
(3)实验中往往出现重锤重力势能的减少量大于动能的增加量,其主要原因是 。