(18分)如图所示,平面直角坐标系中,在第二象限内有竖直放置的两平行金属板,其中右板开有小孔;在第一象限内存在内、外半径分别为、R的半圆形区域,其圆心与小孔的连线与x轴平行,该区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里:在区域内有电场强度为E的匀强电场,方向与x轴负方向的夹角为60°。一个质量为m,带电量为-q的粒子(不计重力),从左金属板由静止开始经过加速后,进入第一象限的匀强磁场。求
(1)若两金属板间的电压为U,粒子离开金属板进入磁场时的速度是多少:
(2)若粒子在磁场中运动时,刚好不能进入的中心区域,此情形下粒子在磁场中运动的速度大小。
(3)在(2)情形下,粒子运动到的区域,它第一次在匀强电场中运动的时间。
(15分)如图所示,光滑的圆弧AB,半径,固定在竖直平面内。一辆质量为M=2kg的小车处在水平光滑平面上,小车的表面CD与圆弧在B点的切线重合,初始时B与C紧挨着,小车长L=1m,高H=0.2m。现有一个质量为m=1kg的滑块(可视为质点),自圆弧上的A点从静止开始释放,滑块运动到B点后冲上小车,带动小车向右运动,当滑块与小车分离时,小车运动了,此时小车的速度为。求
(1)滑块到达B点时对圆弧轨道的压力;
(2)滑块与小车间的动摩擦因数;
(3)滑块与小车分离时的速度;
(4)滑块着地时与小车右端的水平的距离;
(13分)(1)在物理实验中体现了很多的物理研究方法,如理想实验法、控制变量法、极限思维法、图像法、类比法、科学假说法、微小量放大法与等效替代法等。请把合适的方法或正确的答案填在相应的空格内。
①在“利用打点计时器测速度”的实验中,运用 法,可以利用打点计时器打出的纸带测算出某点的瞬时速度:在“探究互成角度的两个力的合成”的实验中,分别用一个力F或两个互成角度的F1、F2,把一个一端固定的橡皮筋拉伸到同一位置,则F就是F1和F2的合力,实验原理采用的是 法。在“探究平抛运动的规律”的实验中,如图所示,用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向抛出,同时B球松开,自由下落,A、B两球同时开始运动,观察到两球同时落地。运用 法,可以判定平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。
②图象法是物理实验中一种重要的研究方法。在研究加速度与外力(质量m一定)的关系、验证机械能守恒定律、探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系三个实验中,某同学正确作出了三个实验的相关图象,如图中A、B、C所示。根据坐标轴代表的物理量判断,A实验的图象“斜率”表示 ;B实验图象的“斜率”表示 ;C实验图象的“斜率”表示 。
(2)某一小型电风扇额定电压为4.0V,额定功率为2.4W。某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线。实验中除导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.电源E(电动势为4.5V)
B.电压表V(量程为0~5V,内阻约为4k)
C.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻约为0.2)
D.电流表A2(量程3A,内阻约0.05);
E.滑动变阻器R1(最大阻值10,额定电流1A)
F.滑动变阻器R2(最大阻值2k,额定电流100mA)
①为了便于调节,减小读数误差和系统误差,实验中所用电流表应选用 ,滑动变阻器应选用 。(填所选仪器前的字母序号)。
②请你为该小组设计实验电路,并把电路图画在虚线内(小电风扇的电路符号如图所示)。
③操作过程中发现,小电风扇通电后受阻力作用,电压表读数小于0.5V时电风扇没启动。该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图所示,由此可以判定,小电风扇的电阻为 ,正常工作时的发热功率为 ,机械功率为 。
如图所示,物体A 静止在光滑平直轨道上,其左端固定有轻质弹簧,物体B以速度v0 = 4.0 m/s沿轨道向物体A运动,并通过弹簧与物体 A发生相互作用.设 A、B 两物体的质量均为m = 2 kg,求当物体A的速度为1 m/s时,A、B组成的系统动能损失为多少?
在物理学中,没有比光更令人惊奇的了,关于光的产生、本质和应用,下列说法正确的是______
A.光是一份一份的,每一份叫做光子,每一个光子的能量是h,光子打在金属板上,可能发生光电效应
B.光子被U吸收,U会裂变,发生链式反应,产生核能
C.当大批氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级时,氢原子会产生6种频率的光子
D.光子是较轻的粒子,与H和H结合能发生聚变反应,吸收能量
如图所示,为一玻璃圆柱体的截面图,其半径为,为圆柱截面的圆心,AB为截面圆的直径。在B点放一个能发某种单色光的点光源,照射到直径AB上方,只有圆弧AMN段有光线折射出来,其中从M点折射出的光线恰好平行AB,已知∠ABM=。求:直线BN的长度。(用R、表示)