如图甲所示,轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一小物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速直线运动,拉力F与物体位移x的关系如图乙所示(g=10m/s2),则下列结论正确的是( )
A.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态
B.物体的质量为3 kg
C.物体的加速度大小为5 m/s2
D.弹簧的劲度系数为7. 5 N/cm
物理学家通过艰苦的实验来探究自然的物理规律,为人类的科学事业做出了巨大贡献,值得我们敬仰。下列描述中符合物理学史实的是( )
A.开普勒发现了行星运动三定律,从而提出了日心说
B.牛顿发现了万有引力定律但并未测定出引力常量G
C.奥斯特发现了电流的磁效应并提出了分子电流假说
D.法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律
(15分)如图所示,正三角形ABC内有B=0.1T的匀强磁场,方向垂直纸面向外,在BC边右侧有平行于BC足够长的挡板EF,已知B点到挡板的水平距离BD=0.5m。某一质量m=4×10-10kg,电荷量q=1×10-4C的粒子,以速度:v0=1×104m/s自A点沿磁场中的AB边射入,恰可从BC边水平射出打到挡板上。不计粒子重力。
(1)求粒子从BC边射出时,射出点距C点的距离和粒子在磁场中运动的时间。
(2)如果在BC至EF区域加上竖直向下的匀强电场,使粒子仍能打到挡板上,求所加电场电场强度的最大值。
(12分)英国物理学家麦克斯韦认为,变化磁场会在空间激发感生电场,感生电场对自由电荷做功产生感生电动势。如图甲所示,方向竖直向下的磁场磁感应强度均匀增加,磁感应强度B随时间t的变化规律为B=kt(k为常数),这时产生感生电场的电场线是一系列逆时针方向以0为圆心的同心圆,且同一条电场线上各点的场强大小相等。
(1)在垂直磁场的平面内放一半径为r的导体环,求导体环中产生的感生电动势e;
(2)若在垂直磁场的平面内固定一半径为:的光滑绝缘细管,管内有一质量为m、带电量为+q的轻质小球,如图乙所示,使磁感应强度由零开始增大同时小球在感生电场的作用下,从静止开始运动,已知在半径为r的细管内二周产生的感生电动势e与该处感生电场电场强度E的关系为e=E·2πr,求当磁感应强度增大到B0时,细管对小球的弹力。(设小球在运动过程中电荷量保持不变,对原磁场的影响可忽略,不计小球重力。)
(9分)在游乐场,有一种大型游乐设施跳楼机,如图所示,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,提升到离地最大高度64m处,然后由静止释放,开始下落过程可认为自由落体运动,然后受到一恒定阻力而做匀减速运动,且下落到离地面4m高处速度恰好减为零。已知游客和座椅总质量为1500kg,下落过程中最大速度为20m/s,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)游客下落过程的总时间;(2)恒定阻力的大小。
(8分)某小组进行“测定金属丝电阻率”的实验。
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图甲所示,读数是_________________mm。用多用电表的电阻“×1”挡,按正确的操作步骤粗略测量金属丝的阻值,表盘的示数如图乙所示,读数是______________Ω。
(2)该组同学想更精确地测量该金属丝电阻Rx,已经选好的器材有:
A.电压表V1(量程0一1V,内阻约l0kΩ)
B.电压表V2(量程0一3V,内阻约20kΩ)
C.定值电阻Ro=20Ω
D.被测电阻Rx
E.滑动变阻器(阻值范围0一5Ω)
F.电源(电动势3V,内阻很小)
G.导线若干,开关一个
①为了减小误差,并尽可能多的测量几组数据,请在方框中画出测量电路图;
②在某次测量中,若电压表V1,读数为U1,,电压表V2,读数为U2,则待测金属丝电阻的表达式Rx___________