(15分)如图甲所示为一倾角=30°的足够长的绝缘斜面,在斜面上P点的上方是光滑的,P点下方粗糙,整个斜面体处在一个交变的电磁场中,电、磁场的变化规律如图乙和丙所示,磁场方向以垂直纸面向外为正,而电场的方向以竖直向下为正,其中,,现有一个可视为质点、带负电的小物块(其质量为、带电量大小为),从t=0时刻由静止开始从A点沿斜面下滑,在t=3t0时刻刚好到达斜面上的P点,在以后运动过程中的某时刻开始,物块运动的速率保持不变.若已知斜面粗糙部分与物块间的动摩擦因素为,求:
(1)小球在t0时刻的速度及AP的长度;
(2)在整个运动过程中物块离开斜面的最大距离为多少?
(12分)如图所示,在倾角为的足够长的斜面上,有一质量为M的长木板.开始时长木板上有一质量为m的小铁块(视为质点)以相对地面的初速度从长木板的中点沿长木板向下滑动,同时长木板在沿斜面向上的拉力作用下始终作速度为的匀速运动(已知),小铁块最终跟长木板一起向上做匀速运动.已知小铁块与木板、木板与斜面间的动摩擦因数均为μ(μ>tan),试求:
(1)小铁块在长木板上滑动时的加速度?
(2)长木板至少多长?
(9分)如图所示,笔直公路上有甲、乙两汽车一前一后相距6m,分别以速度10m/s和12m/s向同一方向行驶,当乙车驾驶员发现甲车开始以1m/s2的加速度做匀减速运动时,立即也做匀减速运动,为了避免两车相撞,乙车做减速运动的加速度至少为多大?
(8分)如图所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点与一条水平轨道相连,轨道都是光滑的.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,场强为E.从水平轨道上的A点由静止释放一质量为的带正电的小球,为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动,求释放点A距圆轨道最低点B的距离.已知小球受到的电场力大小等于小球重力的倍.
(12分) 待测电阻Rx的阻值约为20Ω,现要测量其阻值,实验室提供器材如下:
A.电流表(量程150mA,内阻约为10Ω)
B.电流表(量程20mA,内阻=30Ω)
C.电压表(量程15V,内阻约为3000Ω)
D.定值电阻=100Ω
E.滑动变阻器,最大阻值为5Ω,额定电流为1.0A
F.滑动变阻器,最大阻值为5Ω,额定电流为0.5A
G.电源,电动势=4V(内阻不计)
H.电键及导线若干
(1)为了使电表调节范围较大,测量准确,测量时电表读数不得小于其量程的1/3,请从所给的器材中选择合适的实验器材_______________________(均用器材前对应的序号字母填写);
(2)根据你选择的实验器材,请你在虚线框内画出测量的最佳实验电路图并标明元件符号;
(3)待测电阻的表达式为=________________,式中各符号的物理意义为______________________.
(6分)在“探究小车速度随时间变化规律”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,打点计时器接周期为T=0.02s的低压交流电源。他经过测量和计算得到打点计时器打下B、C、D、E、F各点时小车的瞬时速度,记录在下面的表格中。
对应点 |
B |
C |
D |
E |
F |
速度/ms-1 |
0.122 |
0.164 |
0.205 |
0.250 |
0.289 |
①计算打点计时器打下F点时,小车的瞬时速度的公式为 =_____________;
②根据上面得到的数据,以A点对应的时刻为t=0时刻,在坐标纸上作出小车的速度随时间变化的
图线;
③由图线求得小车的加速度=_______m/s2(结果保留两位有效数字)。