一质点作简谐运动,其位移x与时间t关系曲线如图所示,由图可知 [ ]
A.质点振动的频率是4Hz
B.质点振动的振幅是2cm
C.在t=3s时,质点的速度为最大
D.在t=4s时,质点所受的合外力为零
(16分)如图所示,水平地面上有一辆固定有长为L的竖直光滑绝缘管的小车,管的底部有一质量m=0.2g,,电荷量q=8×10-5C的小球,小球的直径比管的内径略小。在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B1=15T的匀强磁场,MN面的上方还存在着竖直向上、场强E=25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B2=5T的匀强磁场。现让小车始终保持v=2m/s的速度匀速向右运动,以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点,测得小球对管侧壁的弹力FN随高度h变化的关系如图所示。g取10m/s2,π取3.14,不计空气阻力。求:
(1)小球刚进入磁场B1时的加速度大小a;
(2)绝缘管的长度L;
(3)小球离开管后再次经过水平面MN时距管口的距离Δx。
(12分)如图所示,竖直平面内的光滑绝缘轨道由斜面部分AC和圆弧部分CB平滑连接,且圆弧轨道半径R=0.3m,整个轨道处于竖直向下的匀强电场中。一个带正电的小球从斜轨道上高度h=0.8m的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为m=0.2kg,电量为q=10-5C,小球到达轨道最低点C时速度为8m/s,g取10m/s2,求:
(1)匀强电场的场强大小。
(2)小球到达圆弧轨道最高点B时,对轨道的压力(结果保留三位有效数字)。
(10分)以某一初速度从地球表面竖直上抛一个物体,能到达的最大高度为40 m,某星球的半径约为地球半径的2倍,若在该星球上,以同样的初速度从表面竖直上抛同一物体,能到达的最大高度为5 m。若不考虑地球和星球的自转的影响,求:
(1)该星球的质量约为地球质量的多少倍;
(2)该星球的第一宇宙速度约为地球的第一宇宙速度的多少倍。
(9分)传送带与水平面夹角为37°,皮带以12 m/s的速率沿顺时针方向转动,如图所示。今在传送带上端A处无初速度地放上一个质量为m的小物块,它与传送带间的动摩擦因数为0.75,若传送带A到B的长度为24 m,g取10 m/s2,则小物块从A运动到B的时间为多少?
(9分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力 F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)
(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为_________m/s2。(保留二位有效数字)
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的1/m,数据如下表:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
小车加速度a/m·s–2 |
1.90 |
1.72 |
1.49 |
1.25 |
1.00 |
0.75 |
0.50 |
0.30 |
小车质量m/kg |
0.25 |
0.29 |
0.33 |
0.40 |
0.50 |
0.71 |
1.00 |
1.67 |
4.00 |
3.45 |
3.03 |
2.50 |
2.00 |
1.41 |
1.00 |
0.60 |
请在方格坐标纸中画出a–1/m图线,并从图线求出小车加速度a与质量倒数1/m之间的关系式是 。
(3)有一位同学通过实验测量作出了图(c)中的A图线, 另一位同学实验测出了如图(c)中的B图线.试分析:
(1)A图线上部弯曲的原因____________________________________________________;
(2)B图线在纵轴上有截距的原因 ;