下列几个关于力学问题的说法中正确的是:
A.米、千克、牛顿等都是国际单位制中的基本单位
B.放在斜面上的物体,其重力沿垂直斜面的分力就是物体对斜面的压力
C.摩擦力的方向可能与物体的运动方向垂直
D.伽利略在研究运动和力的关系时提出了著名的斜面实验,应用的物理思想方法属
于“等效替代”
(15分)如图所示,水平面上有一质量为m的平板B,平板左端放置一质量为2m的小物块A(可视为质点),A与B之间、B与水平面之间的动摩擦因数均为μ.开始时将一大小为6μmg(g为重力加速度)、方向水平向右的推力F1作用到平板上,使B和A一起从静止开始向右运动.当B运动的距离为x时,立刻将力F1撤去,同时将另一大小为3μmg、方向水平向右的推力F2作用到物块A上,经过一段时间物块脱离平板,此时物块A的速度大小为v.
(1)求力F1撤去的瞬间,平板B的速度.
(2)求从力F2开始作用至物块脱离平板的过程,物块A相对于地面的位移.
(3)试讨论平板的长度L与x和v之间的关系.
(12分)如图,绝缘的光滑圆弧曲面固定在竖直平面内,B为曲面最低点,曲面上的A点与曲面圆心O的连线与竖直方向夹角37o。曲面所在区域和B点左下方的区域内都存在电场强度大小都为E的匀强电场,方向分别是水平向右和竖直向上。开始时有一质量为m的带电小球处于A点恰好保持静止。此后将曲面内的电场撤去,小球沿曲面下滑至B点时以速度V0水平抛出,最后落在电场内地面的P点,P点与B点间的水平距离为L。已知,重力加速度为g。
求:(1)小球的带电性及电量q
(2)B与P的竖直距离h
(3)小球运动到B点时受到曲面的压力F的大小。
(10分)如图所示,虚线所围圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场,电子束经过磁场区后,其运动的方向与原入射方向成角.设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间的相互作用力及所受的重力.求:
(1)电子在磁场中运动的时间t
(2)圆形磁场区域的半径r.
某同学利用实验室提供的器材探究金属丝的电阻与长度的关系,他截取了一段镍铬合金丝,拉直后固定在绝缘的米尺上,并在合金丝上夹上一个小金属夹,金属夹可在合金丝上移动.所用的器材还有:电池组(电动势3V,内阻很小),电流表(内阻约为0.5Ω),多用电表,螺旋测微器,米尺,开关,导线若干.
①用螺旋测微器测量合金丝的直径,示数如图(a)所示,合金丝的直径是_______mm;
②选择多用电表的“´1”挡测量金属丝的电阻,示数如图(b)所示,可知该段合金丝的电阻约为_______Ω.
③实验中使用多用电表测量电压,请将图(c)中的多用电表(内阻约为几千欧姆)正确接入电路中;开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片移至_____端(填“左”或“右”);若某次用直流2.5V挡测量时,示数如图(b)所示,则读数为______V.
④实验时通过改变金属夹的位置,分别测出7组与长度L对应的电压U和电流表的示数I,利用计算出不同L对应的电阻值R,并据此绘出了图(d)的关系图线,其斜率为_________Ω ∙ m-1(保留两位有效数字),它与合金丝横截面积的乘积代表的物理量是__________________.
图c
图d
发光二极管在生产和生活中得到了广泛应用.图甲是一种发光二极管的实物图,正常使用时,带“+”号的一端接高电势,带“-”号的一端接低电势.某同学想描绘它的伏安特性曲线,实验测得它两端电压U和通过它电流I的数据如下表所示:
U/V |
0 |
0.40 |
0.80 |
1.20 |
1.60 |
2.00 |
2.40 |
2.80 |
I/mA |
0 |
0.9 |
2.3 |
4.3 |
6.8 |
12.0 |
19.0 |
30.0 |
①实验室提供的器材如下:
A.电压表(量程0-3V,内阻约10kΩ) B.电压表(量程0-15V,内阻约25 kΩ)
C.电流表(量程0-50mA,内阻约50Ω) D.电流表(量程0-0.6A,内阻约1Ω)
E.滑动变阻器(阻值范围0-10Ω,允许最大电流3A)
F.电源(电动势4V,内阻不计) G.开关,导线
该同学做实验时,电压表选用的是 ,电流表选用的是 (填选项字母)
②请在图乙中以笔划线代替导线,按实验要求将实物图中的连线补充完整.
甲
乙
③根据表中数据,在图丙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U图线.
丙
由图线得出二极管的阻值随电压的增大而 (填“不变”、“增大”或“减小”)
④若此发光二极管的最佳工作电流为10mA,现将此发光二极管与电动势为3V、内阻不计的电池组相连,还需串联一个阻值R= Ω的电阻,才能使它工作在最佳状态 (结果保留三位有效数字) .