某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,它由细圆管弯成,固定在竖直平面内。左右两侧的斜直管道PA与PB的倾角、高度、粗糙程度完全相同,管口A、B两处均用很小的光滑小圆弧管连接(管口处切线竖直),管口到底端的高度H1=0.4m。中间“8”字型光滑细管道的圆半径R=10cm(圆半径比细管的内径大得多),并与两斜直管道的底端平滑连接。一质量m=0.5kg的小滑块从管口 A的正上方H2处自由下落,第一次到达最低点P的速度大小为10m/s.此后小滑块经“8”字型和PB管道运动到B处竖直向上飞出,然后又再次落回,如此反复。小滑块视为质点,忽略小滑块进入管口时因碰撞造成的能量损失,不计空气阻力,且取g=10m/s2。求:
(1) 滑块第一次由A滑到P的过程中,克服摩擦力做功;
(2)滑块第一次到达“8”字型管道顶端时对管道的作用力;
(3)滑块第一次离开管口B后上升的高度;
(4)滑块能冲出槽口的次数。
如图(甲)所示,电流传感器(相当于一只理想的电流表〕能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机,经计算机处理后在屏幕上同步显示出I -t图像。电阻不计的足够长光滑金属轨道宽L=1.0m,与水平面的夹角θ=370。轨道上端连接阻值R=1.0Ω的定值电阻,金属杆MN与轨道等宽,其电阻r=0.50Ω、质量m= 0.02kg。在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场,让金属杆从图示位置由静止开始释放,杆在整个运动过程中与轨道垂直,此后计算机屏幕上显示出如图(乙)所示的I-t图像。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37读=0.8,试求:
(1)t=1.2s时电阻R的热功率;
(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)t=1.2s时金属杆的速度大小和加速度大小。
(10分)在“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验中:
(1)某实验小组用如图甲所示电路对镍铬合金和康铜丝进行探究,a、b、c、d是四种金属丝。
①实验小组讨论时,某同学对此电路提出异议,他认为,电路中应该串联一个电流表,只有测出各段金属丝的电阻,才能分析电阻与其影响因素的定量关系。你认为要不要串联电流表?并简单说明理由。 .
②几根镍铬合金丝和康铜丝的规格如下表所示:电路图中四种金属丝a、b、c分别为下表中编号为A、B、C的金属丝,则d应选下表中的 (用表中编号D、E、F表示)。
(2)该实验小组探究了导体电阻与其影响因素的定量关系后,想测定某金属丝的电阻率。
①用毫米刻度尺测量金属丝长度为L=80.00cm,用螺旋测微器测金属丝的直径如图乙所示,则金属丝的直径d为 。
②按如图丙所示连接好电路,测量金属丝的电阻R。改变滑动变阻器的阻值,获得六组I、U 数据描在图中所示的坐标系上。由图可求得金属丝电阻R= Ω ,该金属丝的电阻率 ρ= Ω•m (保留两位有效数字)。
(10分)在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中,请回答下列问题。
①现巳提供了以下器材:铁架、夹子、毫米刻度尺、游标卡尺、细线。为了完成实验,还必须从下图(一)中挑选出一些实验器材,其名称是 (漏选或多选得零分).
②甲、乙两组同学将单摆按如图(二)所示的方式悬挂,你觉得比较合理的是 (填“甲”或 “乙”)。
③正确挂起单摆后,将摆球从平衡位置拉开一个小角度静止释放,使摆球在竖直平面内稳定摆动,当摆球经过 (填“平衡位置”、或“最大位移处”或“任意位置”)时开始计时,并记数为“1”,当摆球第49次经过此位置停止计时。读出这段时间为t,则单摆的周期T= .
④实验小组又利用单摆周期公式来测量当地的重力加速度g。为使测量结果更准确,利用多组数据求平均值的办法来测定g值。小组成员设计了如下的记录表格,你认为表 (填“A”或“B”〉设计得比较合理。
如图所示,在I、II两个区域内存在磁感应强度均为B的匀强磁场,磁场方向分别垂直于纸面向 外和向里,AD、AC边界的夹角∠DAC=300,边界AC与 边界MN平行,II区域宽度为d。质量为m、电荷量为十q的粒子可在边界AD上的不同点射人,入射速度垂直AD且垂直磁场,若入射速度大小为 ,不计粒子重力,则
A.粒子在磁场中的运动半径为
B.粒子距A点0.5d处射入,不会进入II区
C.粒子距A点1.5d处射入,在I区内运动的时间为
D.能够进入II区域的粒子,在II区域内运动的最短时间为
如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为4:1,交流电压表、电流表均为理想电表,原线圈接入图乙所示的正弦交流电,图中Rt为热敏电阻(温度升高时其电阻减小),R定值电阻。下列说法正确的是
A.电压表V2的示数为9V
B.原、副线圈的交流电的频率之比为4:1
C.Rt处温度升高时变压器输入功率增大
D.Rt处温度降低时,电压表V2的示数减小,电流表的示数减小