(11分)如图甲,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面,一劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定在斜面底端,弹簧处于自然状态。一质量为m的滑块从距离弹簧上端为s0处由静止释放,设滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内(不计空气阻力,重力加速度大小为g)。
(1)求滑块与弹簧上端接触瞬间的动能;
(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求此时弹簧所具有的弹性势能;
(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中定性画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间的关系图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题中所指的物理量。(本问不要求写出计算过程)
(11分)一个质量为m带电量为q的小球,以初速度v0自离地面h高度处水平抛出。重力加速度为g,空气阻力忽略不计。
(1)求小球自抛出到第一次落地点P的过程中发生的水平位移x的大小。
(2)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,发现小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动,请判断电场的方向并求出电场强度E的大小。
(3)若在空间再加一个垂直纸面的匀强磁场,发现小球以相同方式水平抛出后第一次落地点仍然是P。已知OP间的距离大于h,请判断磁场的方向并求出磁感应强度B的大小。
(11分)频闪照相是研究物理问题的重要手段。如图所示是某同学研究一质量为m=0.5kg的小滑块从光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑动时的频闪照片。已知斜面足够长,倾角α=37°,闪光频率为10Hz。经测量换算获得实景数据:sl=s2=40cm,s3=35cm,s4=25cm,s5=15cm。(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),设滑块通过平面与斜面连接处时没有能量损失。求
(1)滑块沿水平面运动的速度大小;
(2)滑块沿斜面向上运动的加速度及向上运动的最大距离;
(3)试判断滑块在斜面上运动到最高点后,能否自行沿斜面下滑,并说明理由。
(10分)某同学测量电流表G1内阻r1的电路如图所示,供选择的仪器如下:
①待测电流表G1(0~5mA,内阻约300Ω);
②电流表G2(0~10mA,内阻约100Ω);
③定值电阻R1(300Ω);
④定值电阻R2(10Ω);
⑤滑动变阻器R3(0~1000Ω);
⑥滑动变阻器R4(0~20Ω);
⑦干电池(1. 5V);
⑧电键及导线若干。
(1)定值电阻应选________,滑动变阻器应选________。(在空格内填写序号)
(2)完成实物图连接。
(3)补全实验步骤:
①按电路图连接电路,将滑动触头移至最________端(填“左”或“右”):
②闭合电键,移动滑动触头至某一位置,记录G1、G2的读数I1,I2;
③多次移动滑动触头,记录相应的G1、G2读数I1,I2;
④以I2为纵轴,I1为横轴,做出相应图线,如图所示。
(4)根据I2- I1图线的斜率k及定值电阻,写出待测电流表内阻r1的表达式________。
(4分)学习物理除了知识的学习外,还要领悟并掌握处理物理问题的思想与方法,以下图示是我们学习过的几个物理实验,其中研究物理问题方法相同的是( )
A.①④ B.①③ C.②④ D.①②
如图所示,以直角三角形AOC为边界的有界匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B,∠A=60°,AO=a。在O点放置一个粒子源,可以向纸面内各个方向发射某种带负电粒子,粒子的比荷为,速度大小都为v0,且满足,发射方向由图中的角度θ表示。对于粒子进入磁场后的运动(不计重力作用),下列说法正确的是
A.粒子在磁场中运动的半径为a
B.粒子有可能打到A点
C.以θ=60°飞入的粒子在磁场中运动时间最短
D.在AC边界上只有一半区域有粒子射出