某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力:将一张白纸铺在水平地面上,把排球在水里弄湿,然后让排球从规定的高度自由落下,并在白纸上留下球的水印。再将印有水印的白纸铺在台秤上,将球放在纸上的水印中心,缓慢地向下压球,使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印,记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值。下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是( )
A.建立“合力与分力”的概念
B.建立“点电荷”的概念
C.建立“瞬时速度”的概念
D.研究加速度与合力、质量的关系
17世纪,意大利物理学家伽利略根据实验指出:在水平面上运动的物体之所以会停下,是因为受到摩擦阻力的缘故。这里的实验是指“伽利略斜面实验”,关于该实验,你认为下列陈述错误的是( )
A.该实验是理想实验,是在思维中进行的,无真实的实验基础,故其结果是荒谬可笑的
B.该实验是以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,从而更深刻地反映自然规律
C.该实验否定了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的错误观念
D.该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据
(20分)在地面上方某处的真空室里存在着水平向左的匀强电场,以水平向右和竖直向上为x轴、y轴正方向建立如图所示的平面直角坐标系。一质量为m、电荷量为+q的微粒从点P(,0)由静止释放后沿直线PQ运动。当微粒到达点Q(0,-)的瞬间,撤去电场同时加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度的大小,该磁场有理想的下边界,其他方向范围无限大。已知重力加速度为g。求:
(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)撤去电场加上磁场的瞬间,微粒所受合外力的大小和方向;
(3)欲使微粒不从磁场下边界穿出,该磁场下边界的y轴坐标值应满足什么条件?
(18分)如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度相等均为,电场左边界与y轴重合,电场方向在纸平面内竖直向下,而磁场方向垂直纸面向里,一带正电粒子从坐标原点O点以速度沿垂直电场方向射入电场,在电场中的偏转位移为,从B(图中未画出)点由电场射入磁场,当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,(带电粒子重力不计)求:
(1)电场强度E和磁感应强度B的比值E/B;
(2)粒子在电、磁场中运动的总时间及C点坐标;
(16分)如图甲所示,光滑绝缘水平面上,磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界,MN的左侧有一质量m=0.1kg,bc边长L1=0.2m,电阻R=2Ω的矩形线圈abcd。t=0时,用一恒定拉力F拉线圈,使其由静止开始向右做匀加速运动,经过时间1 s,线圈的bc边到达磁场边界MN,此时立即将拉力F改为变力,又经过1s,线圈恰好完全进入磁场。整个运动过程中,线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图乙所示.求:
(1)求线圈bc边刚进入磁场时的速度v1;
(2)写出第2 s内变力F随时间t变化的关系式;
(3)若从开始运动到线圈完全进入磁场,线圈中产生的热量为0.0875J,求此过程拉力所做的功。
(18分)(1)如图所示,在匀强磁场中,与磁感应强度B成30°角放置一矩形线圈,共100匝,线圈长lab=10cm、宽lbc=8cm,线圈电阻r=1.0Ω,与它相连的电路中,电阻R1=4.0Ω,R2=5.0Ω,磁感应强度变化如图乙所示,开关闭合后t=1.5s时R2中电流的大小为_______A,此时左侧边ab所受的安培力大小_______N。
(2)一个质量为=0.001kg、带电量为=C的带正电小球和一个质量也为不带电的小球相距=0.2m,放在绝缘光滑水平面上,当加上如图的=N/C的水平向左的匀强电场和=0.5T的水平向外的匀强磁场后,带电小球开始运动,与不带电小球相碰后粘在一起,则两球碰后的速度为________m/s,两球碰后到两球离开水平面,还要前进_________m。
(3)在“用单摆测定重力加速度”的实验中,测得单摆摆角小于10°时,完成n次全振动时间为t,用毫米刻度尺测得摆线长为,用螺旋测微器测得摆球直径为d.
①测得重力加速度的表达式为g=_________.
②实验时某同学测得的g值偏大,其原因可能是_________.
A.实验室的海拔太高
B.摆球太重
C.测出n次全振动时间为t,误作为(n+1)次全振动时间进行计算
D.用摆线长与摆球直径之和作为摆长来计算
③用的摆球密度不均匀,无法确定重心位置.他第一次量得悬线长为 (不计半径),测得周期为T1;第二次量得悬线长为,测得周期为T2.根据上述数据,g表达式为___________