(10分).如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成,AB和BCD相切于B点,CD连线是圆轨道竖直方向的直径(C、D为圆轨道的最低点和最高点),已知∠BOC =30˚。可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F,并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象,取g=10m/s2。求:
(1)滑块的质量和圆轨道的半径;
(2)是否存在某个H值,使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点。若存在,请求出H值;若不存在,请说明理由。
(8分)均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd,每边长为L,总电阻为R,总质量为m。将其置于磁感强度为B的水平匀强磁场上方h处,如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且cd边始终与水平的磁场边界平行。当cd边刚进入磁场时,
(1)求线框中产生的感应电动势大小;
(2)求cd两点间的电势差大小;
(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度h所应满足的条件。
(8分)一个质量为1500 kg行星探测器从某行星表面竖直升空,发射时发动机推力恒定,发射升空后8 s末,发动机突然间发生故障而关闭;如图所示为探测器从发射到落回出发点全过程的速度图象;已知该行星表面没有大气,不考虑探测器总质量的变化;求:
(1)探测器在行星表面上升达到的最大高度;
(2)探测器落回出发点时的速度;
(3)探测器发动机正常工作时的推力。
在“描述小灯泡的伏安特性曲线”实验中,需要用伏安法测定小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流,除开关、导线外,还有如下器材:
A.小灯泡“6V 3W ”, B.直流电源6 ~ 8V
C.电流表(量程3A,内阻约0.2 Ω), D.电流表(量程0.6A,内阻约1 Ω)
E.电压表(量程6 V,内阻约20 kΩ), F.电压表(量程20V, 内阻约60 kΩ)
G.滑动变阻器(0 ~ 20 Ω、2 A ), H.滑动变阻器(1 kΩ、0.5 A)
(1)实验所用到的电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 。(填字母代号)
(2)在虚线框内画出最合理的实验原理图。
如图所示的电路中,1、2、3、4、5、6为连接点的标号。在开关闭合后,发现小灯泡不亮。现用多用电表检查电路故障,需要检测的有:电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点。为了检测小灯泡、开关以及3根导线:
①在连接点1、2已接好的情况下,应当选用多用电表的 挡,进行检查;
②在连接点1、2同时断开的情况下,应当选用多用电表的 挡,进行检查;
③在开关闭合情况下,若测得3、4两点间的电压接近电源的电动势,则表明 。
“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图(甲)所示。
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,用刻度尺测量计数点间的距离如图(乙)所示。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。求:
①从图中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s1 = cm;
②该小车的加速度a = m/s2。
(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上。挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表:
砝码盘中砝码总重力F(N) | 0.196 | 0.392 | 0.588 | 0.784 | 0.980 |
加速度a(m·s-2) | 0.69 | 1.18 | 1.66 | 2.18 | 2.70 |
①请根据该组实验数据在答卷的坐标纸作出a—F的关系图象;
②根据提供的实验数据作出的a—F图线不通过原点的主要原因是 。