(20分)如图,O、A、B为同一竖直平面内的三个点,OB沿竖直方向,,.将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出,小球在运动过程中恰好通过A点。使此小球带电,电荷量为q(q>0),同时加一匀强电场,场强方向与所在平面平行,现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带点小球,该小球通过了A点,到达A点时的动能是初动能的3倍;若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出,恰好通过B点,且到达B点的动能为初动能的6倍,重力加速度大小为g。求
(1)无电场时,小球达到A点时的动能与初动能的比值;
(2)电场强度的大小和方向。
(12分)公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离。当前车突然停止后,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下来而不会与前车相碰。同通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s。当汽车在晴天干燥的沥青路面上以180km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120m。设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的,若要求安全距离仍未120m,求汽车在雨天安全行驶的最大速度。
(9分)利用如图所示电路,可以测量电源的电动势和内阻,所用的实验器材有:
待测电源,电阻箱R(最大阻值999.9Ω),电阻R0(阻值为3.0),电阻R1(阻值为3.0Ω),电流表(量程为200mA,内阻为RA=6.0Ω),开关。
实验步骤如下:
①将电阻箱阻值调到最大,闭合开关;
②多次调节电阻箱,记下电流表的示数和电阻箱对应的阻值;
③以为纵坐标,R为横坐标,作图线(用直线拟合);
④求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
回答下列问题
(1)分别用和表示电源的电动势和内阻,则与的关系式为 。
(2)实验得到的部分数据如下表所示,其中电阻时电流表的示数如图(b)所示,读出数据,完成下表。答:① ,② 。
(3)在图(c)的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图,根据图线求得斜率= A-1Ω-1,截距= A-1。
(4)根据图线求得电源电动势= V,内阻= Ω。
(6分)某同学利用图(a)所示实验装置即数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示,实验中小车(含发射器)的质量为200g,实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到,回答下列问题:
(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成 (填“线性”或“非线性”)的关系。
(2)由图(b)可知,图线不经过远点,可能的原因是 。
(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是 ,钩码的质量应满足的条件是 。
如图,在正电荷Q的电场中有M、N、P和F四点,M、N、P为直角三角形的三个顶点,F为MN的中点,,M、N、P、F四点处的电势分别用、、、表示,已知,,点电荷Q在M、N、P三点所在平面内,则( )
A、点电荷Q一定在MP连线上
B、连线PF一定在同一个等势面上
C、将正试探电荷从P点搬运到N点,电场力做负功
D、大于
如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为l,b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是( )
A.b一定比a先开始滑动 B.a、b所受的摩擦力始终相等
C.ω=是b开始滑动的临界角速度 D.当ω=时,a所受摩擦力的大小为kmg