(10分)如图所示,AB为倾角θ=37° 的粗糙斜面轨道,通过一小段光滑圆弧与光滑水平轨道BC相连接,质量为2m的小球乙静止在水平轨道上,质量为m的小球甲以速度v0与乙球发生弹性正碰。若轨道足够长,两球能发生第二次碰撞,求乙球与斜面之间的动摩擦因数μ的取值范围。
(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(5分)下列说法正确的是__________(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构
B.极限频率越大的金属材料逸出功越大
C.轻核聚变反应方程有∶
D.氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级,前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长
E.氦原子核由两个质子和两个中子组成,其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为:核力、库仑力、万有引力
(19分)如图所示,在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场,y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子(质量为m、电量为e)从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动,电子第一次经过x轴上C点;第二次恰好经过坐标原点O;第三次经过x轴上D点。C、D两点均未在图中标出。已知A、C点到坐标原点的距离分别为d、2d。不计电子的重力。求:
(1)电场强度E的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)电子从A运动到D经历的时间t。
(13分)如图所示,截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上,其倾角θ=37°。现有一质量m=1.0 kg的滑块沿斜面由静止下滑,经时间0.40 s沿斜面运动了0.28 m,且该过程中木块处于静止状态。重力加速度g取10 m/s2,求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)滑块滑行过程中受到的摩擦力大小;
(2)滑块在斜面上滑行的过程中木块受到地面的摩擦力大小及方向。
(8分)二极管是一种半导体元件,它的符号为 。二极管具有单向导电性,即电流从+极流入时电阻比较小,而从+极流出时电阻比较大。
(1)使用万用表测量测量二极管的正反向电阻,可辨明它的正负极。步骤是:将选择开关旋至合适倍率,调整欧姆零点,将黑表笔接触二极管的左端、红表笔接触右端,指针偏角比较小;将红、黑表笔对调再进行测量,指针偏角比较大。由此判断_____(填“左”或“右”)端为二极管的正极。
(2)某二极管的伏安特性曲线如图,可选用下列器材验证其正向电压时的伏安特性曲线:
A.直流电源E:电动势3 V,内阻忽略不计
B.滑动变阻器R:0~20 Ω
C.电压表V1:量程5 V、内阻约为50 kΩ
D.电压表V2:量程3 V、内阻约为20 kΩ
E.电流表A:量程0.6 A、内阻约为0.5 Ω
F.电流表mA:量程50 mA、内阻约为5 Ω
G.待测二极管D
H.单刀单掷开关S,导线若干
为提高测量结果的准确度,电压表应选用______,电流表应选用______。(填写各器材前的字母代号)
(3)为达到测量目的,请在答题卡上虚线框内画出正确的实验电路图。
(7分)如图为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下:
A.用天平测出物块质量M=500g、重物质量m=200g;
B.调整长木板上的轻滑轮,使细线水平;
C.调整长木板倾斜程度,平衡摩擦力;
D.打开电源,让物块由静止释放,打点计时器在纸带上打出点迹;
E.多次重复步骤(D),选取点迹清晰的纸带,求出加速度a;
F.根据上述实验数据求出动摩擦因数μ。
回到下列问题:
(1)以上实验步骤中,不需要的步骤是_____;
(2)某纸带如图所示,各点间还有4个点未标出,则物块的加速度a=___m/s2(结果保留三位有效数字);
(3)根据实验原理,动摩擦因数μ=_____(用M、m、a和重力加速度g表示)。