如图所示,在第一、二象限存在场强均为E的匀强电场,其中第一象限的匀强电场的方向沿x轴正方向,第二象限的电场方向沿x轴负方向。在第三、四象限矩形区域ABCD内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,矩形区域的AB边与x轴重合。M点是第一象限中无限靠近y轴的一点,在M点有一质量为m、电荷量为e的质子,以初速度v0沿y轴负方向开始运动,恰好从N点进入磁场,若OM=2ON,不计质子的重力,试求:
(1)N点横坐标d;
(2)若质子经过磁场最后能无限靠近M点,则矩形区域的最小面积是多少;
(3)在(2)的前提下,该质子由M点出发返回到无限靠近M点所需的时间。
(14 分)有一质量为m=2kg的小球穿在长为L=1m的轻杆顶部,轻杆与水平方向成θ=37°角。
(1)若由静止释放小球,t=1s后小球到达轻杆底端,则小球到达杆底时它所受重力的功率为多少?
(2)小球与轻杆之间的动摩擦因数为多少?
(3)若在竖直平面内给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力F,由静止释放小球后保持它的加速度大小a=1m/s2,且沿杆向下运动,则这样的恒力F的大小为多少?(g=l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(9分)某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”,在实验室设计了一套如图甲所示的装置,图中A为小车,B打点计时器,C为弹簧测力计,P为小桶(内有沙子),一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置,不计绳与滑轮的摩擦.实验时,把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度,以平衡摩擦力,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.
(1)该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为零点,顺次选取一系列点,分别测量这些点到零点之间的距离x,计算出它们与零点之间的速度平方差△v2=v2-v02,弹簧秤的读数为F,小车的质量为m,然后建立△v2—x坐标系,通过描点法得到的图像是一条过原点的直线,如图乙所示,则这条直线的斜率的意义为___________.(填写表达式)
(2)若测出小车质量为0.4 kg,结合图像可求得小车所受合外力的大小为__________N.
(3) 本实验中是否必须满足小桶(含内部沙子)的质量远小于小车的质量 (填“是”或“否”)
(6分)实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电流表与较大的电阻的串联.现要测量一只量程已知的电压表的内阻,器材如下:
A.待测电压表(量程6V,内阻约2kΩ待测)一只;
B.电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只;
C.电池组(电动势约为4V,内阻不计);
D.滑动变阻器一个;
E.变阻箱(可以读出电阻值,0---9999Ω)一个;
F.开关和导线若干.
某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
(1)该同学设计了如图a、图b两个实验电路.为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是 (填“图a”或“图b”)电路.
(2)用你选择的电路进行实验时,闭合电键S,多次改变变阻器阻值,读出多组读数R和电压表的读数,由测得的数据作出图像,如图c所示,则电源的电动势E= V;电压表的内阻RV=
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如图所示,离水平地面h处水平固定一内壁光滑的圆筒,筒内固定一轻质弹簧,弹簧处于自然长度。现将一小球从地面上某一点P处,以某一初速度斜向上抛出,小球恰好能水平进入圆筒中,不计空气阻力。则下列说法中正确的是
A.小球抛出点P离圆筒的水平距离越远,抛出的初速度越大
B.小球从抛出点P运动到圆筒口的时间与小球抛出时的初速度方向有关
C.弹簧获得的最大弹性势能与小球抛出点位置
无关
D.小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的机械能不守恒
如图所示,两根等长的细线拴着两个小球在竖直平面内各自做圆周运动。某一时刻小球1运动到自身轨道的最低点,小球2恰好运动到自身轨道的最高点,这两点高度相同,此时两小球速度大小相同。若两小球质量均为m,忽略 空气阻力的影响,则下列说法正确的是
A.此刻两根线拉力大小相同
B.运动过程中,两根线上拉力的差值最大为2mg
C.运动过程中,两根线上拉力的差值最大为10mg
D.若相对同一零势能面,小球1在最高点的机械能等于小球2在最低点的机械能