(10分)某实验小组测定水果电池的电动势和内阻,所用的器材有:
水果电池E:电动势约为1V;
电流表A:量程10mA,内阻约为几欧;
电压表V:量程1V,内阻RV=3kΩ;
滑动变阻器Rp:最大阻值200Ω;
电阻箱R:最大阻值9999Ω;
开关S,导线若干。
(1)该实验小组设计了如图1所示的电路,实验中无论怎样移动滑动变阻器的滑片,发现电流表的示数及变化均很小,且电压表的示数变化很小,分析其原因是 。
(2)该实验小组经过分析设计了如图2所示的电路,实验步骤如下:
第一步:闭合开关S,多次调节电阻箱,记下电压表的示数U和电阻箱相应的阻值R,并计算出对应的 与 的值。
第二步:以为纵坐标,为横坐标,作出 - 图线(用直线拟合)。
第三步:求出直线的斜率k和在纵轴上的截距b。
请回答下列问题:
ⅰ、实验得到的部分数据如下表所示,其中当电阻箱的电阻R= 2000Ω时电压表的示数如图3所示。读出数据,完成下表。答:① ,② 。
R/Ω | 9000 | 6000 | 5000 | 4000 | 3000 | 2000 |
R-1/Ω-1 | 1.11 | 1.67 | 2.00 | 2.50 | 3.33 | 5.00 |
U/V | 0.53 | 0.50 | 0.48 | 0.46 | 0.43 | ① |
U-1/V-1 | 1.9 | 2.0 | 2.1 | 2.2 | 2.3 | ② |
ⅱ、若根据- 图线求得直线的斜率,截距,则该水果电池的电动势E= V,内阻r= Ω。
如图所示,竖直面内有一个闭合导线框ACDE(由细软导线制成)挂在两固定点A.D上,水平线段AD为半圆的直径,在导线框的E处有一个动滑轮,动滑轮下面挂一重物,使导线处于绷紧状态。在半圆形区域内,有磁感应强度大小为B.方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。设导线框的电阻为r,圆的半径为R,在将导线上的C点以恒定角速度ω(相对圆心O)从A点沿圆弧移动的过程中,若不考虑导线中电流间的相互作用,则下列说法正确的是( )
A.在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中,导线框中感应电流的方向先逆时针,后顺时针
B.在C从A点沿圆弧移动到图中 ∠ADC=30°位置的过程中,通过导线上C点的电量为
C.当C沿圆弧移动到圆心O的正上方时,导线框中的感应电动势最大
D.在C从A点沿圆弧移动到D点的过程中,导线框中产生的电热为
如图1所示,固定的粗糙斜面长为10m,一小滑块自斜面顶端由静止开始沿斜面下滑的过程中,小滑块的动能Ek随位移x的变化规律如图2所示,取斜面底端为重力势能的参考平面,小滑块的重力势能Ep随位移x的变化规律如图3所示,重力加速度g=10m/s2。根据上述信息可以求出( )
A.斜面的倾角
B.小滑块与斜面之间的动摩擦因数
C.小滑块下滑的加速度的大小
D.小滑块受到的滑动摩擦力的大小
(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。