(8分)跳伞运动员从跳伞塔上跳下,当降落伞打开后,伞和运动员所受的空气阻力大小跟下落速度的平方成正比,即f = kv2,已知比例系数k = 20 Ns2/m2,运动员和伞的总质量m = 72kg.设跳伞塔足够高,且运动员跳离塔后即打开伞,取g = 10 m/s2.
(1)求下落速度达到v = 3 m/s时,跳伞运动员的加速度大小;
(2)求跳伞运动员最终下落的速度;
(3)若跳伞塔高 h = 200 m,跳伞运动员在着地前已经做匀速运动,求从开始跳下到即将触地的过程中,伞和运动员损失的机械能.
(8分)为了测定一叠层电池的电动势和内电阻,实验室中提供有下列器材:
A.电流表 G(满偏电流 10 mA,内阻 10 Ω)
B.电流表 A(0~0.6 A~3A,内阻未知)
C.滑动变阻器 R0(0~100Ω,1A)
D.定值电阻 R(阻值 990Ω)
E.开关与导线若干
(1)某同学根据现有的实验器材,设计了图甲所示的电路,请按照电路图在图乙上完成实物连线.
(2)图丙为该同学根据上述设计的实验电路利用实验测出的数据绘出的 I1-I2 图线,I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数,由图线可以得到被测电池的电动势E= V ,内阻r = Ω.
(10分)三个同学根据不同的实验条件,进行“探究平抛运动规律”的实验:
(1)甲同学采用图(1)所示的装置.用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明 .
(2)乙同学采用图(2)所示的装置.两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球 P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC = BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等.现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出.实验可观察到的现象应是 .仅仅改变弧形轨道M的高度(保持AC不变),重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明 .
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片.图中每个小方格的边长为 1.25 cm,由图可求得拍摄时每隔__________s曝光一次,该小球平抛的初速度大小为___________m/s ( g 取 9.8 m/s2).
如图所示,三根通电长直导线P、Q、R互相平行,垂直纸面放置,其间距均为L,电流均为I,方向垂直纸面向里.已知电流为I的长直导线产生的磁场中,距导线r处的磁感应强度B = kI/r,其中k为常量.某时刻有一电荷量为q的带正电粒子经过原点O,速度大小为v,方向沿y轴正方向,该粒子此时所受磁场力为
A.方向垂直纸面向外,大小为
B.方向指向x轴正方向,大小为
C.方向垂直纸面向外,大小为
D.方向指向x轴正方向,大小为
如图所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘,两个带有同种电荷的小球A、B分别处于竖直墙面和水平地面,且共处于同一竖直平面内.若用图示方向的水平推力F作用于B,则两球静止于图示位置,如果将B稍向左推过一些,两球重新平衡时的情况与原来相比
A.推力F将增大
B.墙面对A的弹力增大
C.地面对B的弹力减小
D.两小球之间的距离增大
如图所示,一导线弯成直径为d的半圆形闭合回路.虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于回路所在的平面.回路以速度v向右匀速进入磁场,直径CD始终与MN垂直.从D点到达边界开始到C点进入磁场为止,下列说法中正确的是
A.感应电流的方向先沿顺时针方向,后沿逆时针方向
B.CD段直导线始终不受安培力
C.感应电动势的最大值E = Bdv
D.感应电动势的平均值