(原创)(18分)如图甲所示,平行放置的金属板A、B间电压为U0,中心各有一个小孔P、Q;平行放置的金属板C、D间电压变化规律如图乙,板长和板间距均为L;粒子接收屏M与D板夹角为. 现从P点处连续不断地有质量为 m、带电量为+q的粒子放出(粒子的初速度可忽略不计),经加速后从Q点射出,贴着C板并平行C板射入,经周期T粒子恰好通过C、D间电场(粒子间相互作用力忽略不计,重力不计,,).
(1)T与上述物理量之间应满足怎样的关系;
(2)若在t=0时刻进入C、D间电场的粒子恰从D板边缘飞出,则U为多少?并求此粒子射出时的速度v;
(3)在(2)的条件下,欲使从C、D间飞出的粒子汇聚在M板上某一点,并使在时刻进入C、D间的粒子垂直打在M板上,可在C、D右边某处加一垂直纸面的匀强磁场,试求磁感应强度B的大小和磁场的最小面积Smin.
(原创)(16分)某兴趣小组设计了一种实验装置,用来研究碰撞问题,其模型如图所示,光滑轨道中间部分水平,右侧为位于竖直平面内半径为R的半圆,在最低点与直轨道相切.5个大小相同、质量不等的小球并列静置于水平部分,球间有微小间隔,从左到右,球的编号依次为0、1、2、3、4,球的质量依次递减,每球质量与其相邻左球质量之比为k(k<1).将0号球向左拉至左侧轨道距水平高h处,然后由静止释放,使其与1号球碰撞,1号球再与2号球碰撞……所有碰撞皆为无机械能损失的正碰(不计空气阻力,小球可视为质点,重力加速度为g).
(1)0号球与1号球碰撞后,1号球的速度大小v1;
(2)若已知h=0.1m,R=0.64m,要使4号球碰撞后能过右侧轨道的最高点,问k值为多少?
(15分)装卸工要将质量为50kg的木箱搬到卡车上,找来了长为4.4m的木板,做了一个倾角为的斜面. 装卸工用大小为500N、方向与斜面成的斜向上的拉力F将木箱拉上卡车. 已知木箱与木板间动摩擦因数,,,.
(1)木箱向上加速运动时加速度的大小. (2)要将木箱拉上卡车,拉力F至少需作用多长的距离?
(原创)(13分)有一个小灯泡上标有“4V 2W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的I—U图线.现有下列器材供选用:
A.电流表A1(0~0.3A,r1=1Ω)
B.电流表A2(0~0.6A,r2=0.4Ω)
C.电流表A3(0~1.0A,r3=0.2Ω)
D.定值电阻R1=19Ω
E.定值电阻R2=150Ω
F.滑动变阻器(10Ω,2A)
G.滑动变阻器(500Ω,1A)
H.学生电源(直流6V),开关,导线若干
①选用下面的题6(2)图A而不选用图B的电路图来完成实验,请说明理由: 。②由于没有电压表,可将电流表A1和定值电阻_______串联起来做为电压表,电流表应选用__________,滑动变阻器应选用__________(用序号字母表示).
图A 图B
③闭合开关前,应将图A电路中滑动变阻器的滑片滑至 (选填左端或右端).
④当电流表A1的示数为0.20A时,小灯泡达到额定电压,此时另一只电流表的读数为0.72A,测得小灯泡的额定功率为 W.
(6分)某学生用如图甲所示的装置研究小车的匀加速直线运动,打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上. 实验时得到一条纸带,他在纸带上便于测量的地方选取第一个打印点,在这点下标明A,在第六、第十一、第十六、第二十一个打印点下分别标明B、C、D和E,测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC、CD、DE的长,如图乙所示. 打点计时器在打C点时小车的瞬时速度大小为 m/s,小车运动的加速度大小为 m/s2(两空均保留三位有效数字). 若实验时电源的电压升高了,测得的加速度 (选填大于、等于或小于)实际的加速度.
图甲 图乙
(原创)如图所示,足够长的水平传送带以v0=4m/s的速度匀速运行. t=0时,在最左端轻放一质量为m的小滑块,t=4s时,传送带以的加速度减速停下. 已知滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2. 关于滑块相对地面运动的速度v(向右为正)、滑块所受的摩擦力f(向右为正)、滑块所受的摩擦力做功的功率的值P、滑块与传送带间摩擦生热Q的图像正确的是