(13分)如图所示,一对带电平行金属板A、B与竖直方向成30°角放置.B板中心有一小孔正好位于平面直角坐标系 xOy上的O点,y轴沿竖直方向.一比荷为1.0×105C/kg的带正电粒子P从A板中心O′处静止释放后沿做匀加速直线运动,以速度vo=104m/s,方向与x轴正方向夹30°角从O点进入第四象限匀强电场,电场仅分布在轴的下方,场强大V/m,方向与x轴正方向成60°角斜向上,粒子的重力不计.试求:
(1)AB两板间的电势差:
(2)粒子P离开第四象限电场时的坐标;
(3)若在P进入第四象限匀强电场的同时,在电场中适当的位置由静止释放另一与P完全相同的带电粒子Q,可使两粒子在离开电场前相遇.求所有满足条件的释放点的集合(不计两粒子之间的相互作用力).
(12分)如图所示,一质量为m=1 kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的A点,随传送带运动到B点,小物块从C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道恰能做圆周运动,已知圆弧半径R=0.9 m,轨道最低点为D,D点距水平面的高度h=0.8 m.小物块离开D点后恰好垂直碰击放在水平面上E点的固定倾斜挡板,已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.3,传送带以5 m/s恒定速率顺时针转动,g=10 m/s2.求:
(1)传送带AB两端的距离;
(2)小物块经过D点时对轨道的压力的大小;
(3)倾斜挡板与水平面间的夹角θ的正切值.
(9分)如图所示,木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变,当θ=30°时,可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端以大小恒定的初速率v0=10 m/s的速度沿木板向上运动,随着θ的改变,小物块沿木板滑行的距离s将发生变化,重力加速度g=10 m/s2。
(1)求小物块与木板间的动摩擦因数;
(2)当θ角满足什么条件时,小物块沿木板滑行的距离最小,并求出此最小值。
(8分)如图所示,A、B两物体在同一直线上运动,当它们相距 s0=7m时,A在水平拉力和摩擦力的作用下,正以vA= 4m/s的速度向右做匀速运动,而物体B此时速度vB=10m/s向右,以a=-2m/s2的加速度做匀减速运动,则经过多长时间A追上B?若vA=8m/s ,则又经多长时间A追上B?
(8分)一电流表的量程标定不准确,某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程Im。所用器材有:
A.量程不准的电流表A1,内阻r1=10.0,量程标称为5.0mA;
B.标准电流表A2,内阻r2=45.0,量程1.0mA;
C.标准电阻R1,阻值10.0;
D.滑动变阻器R,总电阻为300.0;
E.电源E,电动势3. 0V,内阻不计;
F.保护电阻R2;
G.开关S;导线。
(1)在实物图上有一根导线没有连上,请您在答题纸上补上这根导线。
(2)开关S闭合前,滑动变阻器的滑动端c应滑动至 端。(填a或b)
(3)开关S闭合后,调节滑动变阻器的滑动端,使电流表A1满偏;若此时电流表A2的读数为I2,则A1的量程Im= 。
(4)将数据带入(3)的表达式,经计算A1的量程为4.5 mA.根据需要,若将此表改装成量程为9 mA的电流表,需要 (填串或并) 的电阻。
(6分)利用下图装置可以做力学中的许多实验,
(1)以下说法正确的是__ ___。
A.用此装置“研究匀变速直线运动”时,必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响
B.用此装置“研究匀变速直线运动”时,应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量
C.用此装置还可以用来探究“恒力做功与动能改变量的关系”
D.用此装置“探究加速度a与力F的关系”应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量
(2)本装置中要用到打点计时器,如图所示为实验室常用的两种计时器,其中甲装置用的电源要求是 。
A.交流220V B.直流220V
C.交流4 - 6V D.直流4 - 6V
(3)在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时,实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如下图。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上,则此次实验中打点计时器打下A 点时小车的瞬时速度为 m/s。(结果保留2位有效数字)