(12分)在工业中有一种感应控制装置,利用它进行如图情景演示。两根间距为L=5m的光滑平行金属导轨,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水平导轨处在磁感应强度为B=0.4T的竖直向上的匀强磁场中,弯曲部分都不在磁场中。有两根金属棒垂直导轨放置,其中a棒质量为M=2kg,电阻为R=2Ω;b棒被感应控制装置固定在水平导轨上,距离水平导轨左端s=2m,b棒质量为m=1kg,电阻也为R=2Ω。现在a棒从左端弯曲导轨高H处静止释放,当a棒即将与b棒相碰时(已知此时a棒的速度v=2m/s),感应控制装置立即放开b棒,让它可以在导轨上自由运动,,然后a与b发生弹性正碰。感应控制装置始终对a棒的运动没有任何影响,导轨足够长。则求
(1)最终稳定后a棒的速度大小;
(2)a与b碰撞后的瞬间,b棒的速度大小;
(3)a棒的释放高度H。
(12分)如图所示,在以等边三角形abc为边界的区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B=1T,磁场方向垂直于abc平面向里。其中等边三角形边长L=m,P、Q分别是ac、bc的中点。一带正电的粒子(不计重力)从ab边中点O沿Oc方向以速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,从c点射出。
(1)求电场强度的大小和方向;
(2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经过t=0.5s恰好从区域的边界中点Q射出。求粒子比荷q/m的大小;
(3)若仅撤去电场,带电粒子仍从O点同方向射入,且恰好也从区域的边界另一中点P射出,求粒子速度v的大小。
(10分)如图所示,A、B两个汽缸中装有体积相同、压强均为1 atm(标准大气压)、温度均为27℃的空气,中间用细管连接,细管容积不计。细管中有一绝热活塞a,现将B汽缸中的气体缓慢升温到127℃,要使细管中的活塞a始终停在原位置,则要用外力缓慢推动活塞b。(不计摩擦,已知A汽缸中的气体温度保持不变)
(1)求B中的气体压强(用atm表示)
(2)求A中体积与原来体积比值.
I.在“描绘小电珠的伏安特性曲线”的实验中备有下列器材:
A.小电珠(3.8 V,1.5 W)
B.直流电源(电动势4.5 V,内阻约0.4 Ω)
C.电流表(量程0~500 mA,内阻约0.5 Ω)
D.电压表(量程0~5 V,内阻约5000 Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5 Ω,额定电流2 A)
F.滑动变阻器R2(0~5K Ω,额定电流1 A)
G.开关一个,导线若干
如果既要满足测量要求,又要使测量误差较小,应选择如图所示的四个电路中的________,应选用的滑动变阻器是________.
II.在验证动量守恒定律实验中,同学们不仅完成了课本原来的实验,还用相同的器材进行多方面的探索及尝试。下面是甲、乙两组同学的实验,请回答相关的问题:
甲组同学采用如图1所示的装置,由斜槽和水平槽构成。将复写纸与白纸铺在水平放的木板上,重垂线所指的位置为O。实验时先使a球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作多次,得到多个落点痕迹平均位置P;再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让a球仍从固定位置由静止开始滚下,与b球发生对心正碰,碰后a球不被反弹。碰撞后a、b球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作多次得到多个落点痕迹平均位置M、N.
(1)若a球质量为m1,半径为r1;b球质量为m2,半径为r2. 则
A.m1>m2 r1>r2 B.m1>m2 r1<r2
C.m1>m2 r1=r2 D.m1<m2 r1=r2
(2)以下提供的器材中,本实验必需的有
A.刻度尺 B.打点计时器
C.天平 D.秒表
(3)设a球的质量为m1,b球的质量为m2,则本实验验证动量守恒定律的表达式为(用m1、m2、OM、OP、ON表示)
乙组同学误将重锤丢失,为了继续完成实验则将板斜放,上端刚好在槽口抛出点,标记为O.板足够长小球都能落在板上,如图2,采用甲组同学相同的操作步骤完成实验。
(4)对该组同学实验的判断正确的是
A.乙组同学无法完成验证动量守恒定律
B.秒表也不是乙组同学的必需器材
C.乙组同学必须测量斜面倾角θ
D.图2中N为b球碰后落点
(5)设a球的质量为m1,b球的质量为m2,则本实验验证动量守恒定律的表达式为 。
(6)如果a,b球的碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为 。 (要求第(5) (6)结论用m1、m2、OM、OP、ON表示)
质量为M 的物块以速度v运动,与质量为m的静止物块发生正碰,碰撞后两者同向运动且M的动量大小是m的2倍.两者质量之比M/m可能为
A.1 B.3 C.4 D.7
光滑地面上有两个质量均为m的物体A和B,它们中间栓接一轻弹簧并处于静止状态。现在突然给A物体一水平向右的初速度v0,那么在以后的运动中(弹簧形变处于弹性范围内)说法正确的是
A.弹簧弹性势能最大时A、B共速;
B.系统动能最小时弹簧处于原长状态;
C.弹簧被压缩最短与拉伸最长时的弹性势能一样大;
D.物体A有可能速度反向向左。