(12分)某课外小组设计了一种测定风速的装置,其原理如图所示,一个劲度系数k=120N/m,自然长度L0=1m的弹簧一端固定在墙上的M点,另一端N与导电的迎风板相连,弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上,弹簧是不导电的材料制成的。迎风板面积S=0.5m2,工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连,另一端在M点与金属杆相连。迎风板可在金属杆上滑动,且与金属杆接触良好。定值电阻R=1.0Ω,电源的电动势E=12V,内阻r=0.5Ω。闭合开关,没有风吹时,弹簧处于原长,电压表的示数U1=9.0V,某时刻由于风吹迎风板,电压表的示数变为U2=6.0V。(电压表可看作理想表)求:
(1)金属杆单位长度的电阻;
(2)此时作用在迎风板上的风力;
(9分)我国“神舟”六号宇宙飞船已经发射成功,当时在飞船控制中心的大屏幕上出现的一幅卫星运行轨迹图,如图所示,它记录了“神舟”六号飞船在地球表面垂直投影的位置变化。图中表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四圈,依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹①、②、③、④,图中分别标出了各地点的经纬度(如:在轨迹①通过赤道时的经度为西经156°,绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时经度为180°……),若已知地球半径为R,地球表面处的重力加速度g,地球自转周期为24h,根据图中的信息:
(1)如果飞船运行周期用T表示,试写出飞船离地面高度的表达式
(2)飞船运行一周,地球转过的角度是多少?
(3)求飞船运行的周期
(9分)一个质量为m带电量为+q的小球每次均以水平初速度v0自h高度做平抛运动。不计空气阻力,重力加速度为g,试回答下列问题:
(1)若在空间竖直方向加一个匀强电场,发现小球水平抛出后做匀速直线运动,则电场强度E是多大?
(2)撤消匀强电场,小球水平抛出至第一落地点P,则位移S的大小是多少?
(3)恢复原有匀强电场,再在空间加一个垂直纸面向外的匀强磁场,发现小球第一落地点仍然是P点,试问磁感应强度B是多大?
人骑自行车由静到动,除了要增加人和车的动能以外,还要克服空气及其他阻力做功。为了测量人骑自行车的功率,某活动小组在操场的直道上进行了如下实验:在离出发线5m、10m、20m、30m……70m的地方分别划上8条计时线,每条计时线附近站几个学生,手持秒表,听到发令员的信号后,受测者全力骑车由出发线启动,同时全体学生都开始计时,自行车每到达一条计时线,站在该计时线上的几个学生就停止计时,记下自行车从出发线到该条计时线的时间。实验数据记录如下(每个计时点的时间都取这几个同学计时的平均值):
(1)以纵轴代表自行车运动的距离s,横轴代表运动的时间t,试作出s-t图。
(2)根据⑴作出的s-t图知,自行车在每一路段内的速度变化不是很大,因此可以用某一段的平均速度代替该段的速度。请计算出上述表格中空缺的①、②处的数据:① m/s;② m/s(保留三位有效数字)。
(3)本次实验中,设运动过程中学生和自行车所受阻力与其速度大小成正比,其比例系数为15N·s/m,则在20m~30m路段的平均阻力f1与30m~40m路段的平均阻力f2之比f1:f2= ;若整个过程中该同学骑车的功率P保持不变,则P= W。
从地面竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为H,设上升过程中空气阻力f恒定.对于小球从抛出到上升至最高处的过程,下列说法正确的是
A.小球的动能减少了mgH
B.小球的机械能减少了fH
C.小球的重力势能增加了mgH
D.小球的加速度大于重力加速度g
如图所示的匀强电场E的区域内,由A、B、C、D、A'、B'、C'、D'作为顶点构成一正方体空间,电场方向与面ABCD垂直。下列说法正确的是
A.AD两点间电势差UAD与AA'两点间电势差UAA'相等
B.带正电的粒子从A点沿路径A→D→D'移到D'点,电场力做正功
C.带负电的粒子从A点沿路径A→D→D'移到D'点,电势能减小
D.同一带电粒子从A点沿对角线移到C '点与从A点沿路径A→B→B'移动到B'电场力做功相同