(15分)一电路如图所示,电源电动势E=28v,内阻r=2Ω,电阻R1=12Ω,R2=R4=4Ω,R3=8Ω,C为平行板电容器,其电容C=3.0pF,虚线到两极板距离相等,极板长L=0.20m,两极板的间距d=1.0×10-2m.
(1)若开关S处于断开状态,则当其闭合后,求流过R4的总电量为多少?
(2)若开关S断开时,有一带电微粒沿虚线方向以v0=2.0m/s的初速度射入C的电场中,刚好沿虚线匀速运动,问:当开关S闭合后,此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入C的电场中,能否从C的电场中射出?(要求写出计算和分析过程,g取10m/s2)
(15分)如图所示,虚线左侧有一场强为E1=E的匀强电场,在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E2=2E的匀强电场,在虚线PQ右侧相距也为L处有一与电场E2平行的屏.现将一电子(电荷量e,质量为m)无初速度放入电场E1中的A点,最后打在右侧的屏上,AO连线与屏垂直,垂足为O,求:
(1)电子从释放到打到屏上所用的时间;
(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值tanθ;
(3)电子打到屏上的点P到O点的距离x.
(15分)如图所示,质量为m的小球沿光滑的水平面冲上一光滑的半圆形轨道,轨道半径为R,小球在轨道最高点对轨道压力等于0.5mg,重力加速度为g,求:
(1)小球在最高点的速度大小;
(2)小球落地时,距最高点的水平位移大小;
(3)小球经过半圆轨道最低点时,对轨道的压力.
(15分)滑沙游戏中,游戏者从沙坡顶部坐滑沙车呼啸滑下.为了安全,滑沙车上通常装有刹车手柄,游客可以通过操纵刹车手柄对滑沙车施加一个与车运动方向相反的制动力F,从而控制车速.为便于研究,作如下简化:游客从顶端A点由静止滑下8s后,操纵刹车手柄使滑沙车摩擦变大匀速下滑至底端B点,在水平滑道上继续滑行直至停止.已知游客和滑沙车的总质量m=70kg,倾斜滑道AB长=128m,倾角θ=37°,滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数μ=0.5.重力加速度g取,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力.
(1)求游客匀速下滑时的速度大小.
(2)求游客匀速下滑的时间.
(3)求游客从A滑到B的过程中由于摩擦产生的热量。
(12分)测金属丝电阻率实验中.
(1)用螺旋测微器测金属丝直径,示数如图1所示,则直径为 mm。
(2)用多用表“Ω×1”挡估测其电阻,示数如图2所示,则阻值为 Ω.
一研究性学习小组进而想在实验室探究小灯泡灯丝的电阻会随灯丝温度的变化而变化,因而引起功率变化的规律.实验室备有的器材是:电压表(0~3V,约3kΩ)、电流表(0~0.6A,约0.1Ω)、电池,开关,滑动变阻器,待测小灯泡,导线若干.实验时,要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压.
(3)在如图3的虚线框内画出实验电路图.
(4)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移至最 (填“左”或“右”)端.
(5)根据实验测得数据描绘如图4所示的U-I图象,由此可知,小灯泡电阻R随温度T的关系是:温度T越高,电阻R (填“越大”、“越小”或“不变”).
(6)如果一电池的电动势2V,内阻2.5Ω请你根据上述实验的结构,确定小灯泡接在该电池的两端,小灯泡的实际功率是 W.(保留两位有效数字)
(10分)用如图所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,
每相邻两个计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m1=50g、m2=150g,则:(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v=________ m/s;
(2)在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=________J,系统势能的减少量ΔEp=________J,由此得出的结论是____________________________________________;
(3)若某同学作出的v2h图象如图所示,则当地的实际重力加速度g=________m/s2。