(20分)如图(a)所示,左侧为某课外活动小组设计的某种速度选择装置(图(b)为它的立体图),由水平转轴及两个薄盘N1、N2构成,两盘面平行且与转轴垂直,相距为L,两盘面间存在竖直向上的匀强电场,盘上各开一狭缝,两狭缝夹角可调;右侧为长为d的水平桌面,水平桌面的右端有一质量为m绝缘小球B,用长也为d的不可伸长的细线悬挂,B对水平桌面压力刚好为零。今有电荷量为q,质量也为m的另一带电小球A沿水平方向射入N1狭缝,匀速通过两盘间后通过N2的狭缝,并沿水平桌面运动到右端与小球B发生碰撞,设A与B碰撞时速度发生交换。已知小球A与水平桌面间动摩擦因数为μ,
求:⑴.小球A带何种电及两盘面间的电场强度E的大小;
⑵.如果只要求小球A能与小球B相撞,那么当小球A从N2中穿出时它的速度应满足什么条件;
⑶.若两狭缝夹角调为θ,盘匀速转动,转动方向如图(b),要使小球A与小球B碰撞后,B恰好做完整的圆周运动,求薄盘转动的角速度ω。
(16分)如图所示,倾角θ=300、长L=4.5m的斜面,底端与一个光滑的1/4圆弧轨道平
滑连接,圆弧轨道底端切线水平.一质量为m=1kg的物块(可视为质点)从斜面最高点A由静止开始沿斜面下滑,经过斜面底端B后恰好能到达圆弧轨道最高点C,又从圆弧轨道滑回,能上升到斜面上的D点,再由D点由斜面下滑沿圆弧轨道上升,再滑回,这样往复运动,最后停在B点.已知物块与斜面间的动摩擦因数为,g=10m/s2,假设物块经过斜面与圆弧轨道平滑连接处速率不变.求:
⑴.物块经多长时间第一次到B点;
⑵.物块第一次经过B点时对圆弧轨道的压力;
⑶.物块在斜面上滑行的总路程.
(10分)为了测量一个量程0~3V、内阻约3 kΩ的电压表的内电阻, 提供的实验器材有:
A.待测电压表V1;
B.电流表A1(0~0.6A,内阻约0.2Ω);
C.电压表V2(量程0~10 V,内电阻约10kΩ);
D.滑动变阻器R1(0~50Ω,额定电流0.5A);
E.定值电阻R=5 kΩ;
F.电源E(电动势8V,内阻较小);
G.开关一个、导线若干。
⑴.在虚线框内画出正确的实验电路图 。(要求测量值尽可能精确、测量值的变化范围尽可能大一些,所用器材用对应的符号标出)
⑵.实验时需要测得的物理量有 。(用符号表示并说明其物理意义)
⑶.待测电压表内电阻表达式为= 。〔用⑵.中符号表示〕
用如图丙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.图丁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个打点(图中未标出),计数点间的距离如图丁所示.已知m1= 50g 、m2=150g ,取g=9.8m/s2,则(结果保留两位有效数字)
①.在纸带上打下记数点5时的速度v = m/s;
②.在0~5过程中系统动能的增量△EK = J,系统势能的减少量△EP = J;
③.若某同学作出图象如图戊所示,则当地的重力加速度g′= m/s2.
(10分)
⑴.图中游标卡尺的读数是 mm.螺旋测微器的读数是 mm.
如图所示,为三个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧边界处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时的磁通量ф为正值,外力F向右为正。则以下能反映线框中的磁通量ф、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化规律图象的是( )