(16分)如图所示,固定的光滑平台左端固定有一光滑的半圆轨道,轨道半径为R,平台上静止放着两个滑块A、B,其质量mA=m,mB=2m,两滑块间夹有少量炸药.平台右侧有一小车,静止在光滑的水平地面上,小车质量M=3m,车长L=2R,车面与平台的台面等高,车面粗糙,动摩擦因数μ=0.2,右侧地面上有一立桩,立桩与小车右端的距离为s,s在0<s<2R的范围内取值,当小车运动到立桩处立即被牢固粘连。点燃炸药后,滑块A恰好能够通过半圆轨道的最高点D,滑块B冲上小车.两滑块都可以看作质点,炸药的质量忽略不计,爆炸的时间极短,爆炸后两个滑块的速度方向在同一水平直线上,重力加速度为g=10m/s2.求:
(1)滑块A在半圆轨道最低点C受到轨道的支持力FN.
(2)炸药爆炸后滑块B的速度大小vB.
(3)请讨论滑块B从滑上小车在小车上运动的过程中,克服摩擦力做的功Wf与s的关系.
(12分)如图所示,固定的光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0.整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行.
(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向;
(2)当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a;
(3)导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q.
(12分)如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距为d,b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场.今有一质量为m、电荷量为+q的带电粒子(不计重力),从a板左端贴近a板处以大小为v0的初速度水平射入板间,在匀强电场作用下,刚好从b板的狭缝P处穿出,穿出时的速度方向与b板所成的夹角为θ=30°,之后进入匀强磁场做圆周运动,最后粒子碰到b板的Q点(图中未画出)。求:
(1)a、b板之间匀强电场的电场强度E和狭缝P与b板左端的距离。
(2)P、Q两点之间的距离L.
用电阻箱R、多用电表电流挡、开关和导线测一节干电池的电动势E和内阻r,如图甲。
(1)若电阻箱电阻在几十Ω以内选取,R0=4.5Ω,则多用表选择开关应旋转至直流电流的
(填“1mA”、“10mA”或“100mA”)挡(已知在该电流挡多用表的内阻rg=3.0Ω)。
(2)多次调节电阻箱,并从多用表上读得相应的电流值,获取多组R和I的数据,作出了如图乙所示的图线.图线横轴截距的绝对值表示 ; 由该图线可得干电池的电动势E测 = V(计算结果保留三位有效数字)。
(3)本实验的误差主要来源于 (填“测量误差”或“电表内阻”)。
某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)
(1)图(b)为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2.(保留二位有效数字)
(2)为了能用细线的拉力表示小车受到的合外力,实验操作时必须首先_______________.
(3)若小车质量M=0.4 kg,改变砂桶和砂的质量m的值,进行多次实验,以下m的值合适的是__________.(填选项符号)
A.m1=5g B.m2=10g C.m3=400g D.m4=1kg
用20分度的游标卡尺测量某工件的内径时,示数如图甲所示,由图可知其长度为_________cm;用螺旋测微器测量某圆柱体的直径时,示数如图乙所示,由图可知其直径为_________mm.