(17分)如图所示,半径R=0.8m的光滑1/4圆弧轨道固定在光滑水平上,轨道上方的A点有一个可视为质点的质量m=1kg的小物块。小物块由静止开始下落后打在圆弧轨道上的B点但未反弹,在该瞬间碰撞过程中,小物块沿半径方向的分速度即刻减为零,而沿切线方向的分速度不变,此后小物块将沿着圆弧轨道滑下。已知A点与轨道的圆心O的连线长也为R,且AO连线与水平方向的夹角为30°,C点为圆弧轨道的末端,紧靠C点有一质量M=3kg的长木板,木板的上表面与圆弧轨道末端的切线相平,小物块与木板间的动摩擦因数,g取10m/s2。求:
(1)小物块刚到达B点时的速度;
(2)小物块沿圆弧轨道到达C点时对轨道压力FC的大小;
(3)木板长度L至少为多大时小物块才不会滑出长木板?
(11分)从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测出多组数据。
器材(代号) | 规格 |
电流表(A1) | 量程10 mA、内阻r1待测(约40 Ω) |
电流表(A2) | 量程500 μA、内阻r2=750 Ω |
电压表(V) | 量程10 V、内阻r3=10 kΩ |
电阻(R1) | 阻值约为100 Ω |
滑动变阻器(R2) | 总阻值约为50 Ω |
电源(E) | 电动势1.5 V、内阻很小 |
开关(S)、电线若干 |
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①某实验小组根据实验要求设计了下面四个实验原理图,其中符合实验要求的是( )
②请简要说明你选择原理图的理由 。
③若选测量数据中的一组来计算r1,则所用的表达式为r1= ,式中各符号的意义是 。
(8分)用如图所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图中给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知电源的频率为50Hz,m1=50g, m2=150g,g=9.8 m/s2,则(所有结果均保留三位有效数字)
①在纸带上打下计数点5时的速度v5= m/s;
②在打点0~5过程中系统动能的增量ΔEk= J,系统势能的减少量ΔEp= J。
③在打点0~6过程中,m2运动平均加速度的大小 m/s2
如图所示,水平面内两根光滑的足够长平行金属导轨,左端与电阻R相连接,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内, 一定质量的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。若对金属棒施加一个水平向右的外力F,使金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动。若导轨与金属棒的电阻不计,则下列图像(金属棒产生的电动势E、通过电阻R的电量q、电阻R消耗的功率P、外力F)正确的是
如图所示,图甲为理想变压器的示意图,其原、副线圈的匝数比为,电压表和电流表均为理想电表。若发电机向原线圈输入图乙所示的正弦交流电,图中Rt为NTC型热敏电阻(阻值随温度升高而变小),R1为定值电阻。下列说法中正确的是
A.电压表的示数为36 V
B.变压器原、副线圈中的电流之比为
C.t=0.01s时,发电机中线圈平面与磁场平行
D.Rt温度升高时,电压表的示数不变、电流表的示数变大
在直角坐标系Oxyz中有一四面体O—ABC,其顶点坐标如图所示。在原点O固定一个电荷量为-Q的点电荷,下列说法正确的是
A.A、B、C三点的电场强度相同
B.A、B、C三点的电势相同,A、B、C三点所在的平面为等势面
C.若将试探电荷+q自A点由静止释放,该试探电荷一定沿着x轴的负方向运动,其电势能减少
D.若在B点再放置一个点电荷+Q,-Q所受电场力大小为,其中k为静电力常量