(14分)如图所示,电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角为θ,导轨间距为l,轨道所在平面的正方形区域内存在一有界匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面向上.电阻相同、质量均为m的两根相同金属杆甲和乙放置在导轨上,甲金属杆恰好处在磁场的上边界处,甲、乙相距也为l.在静止释放两金属杆的同时,对甲施加一沿导轨平面且垂直于甲金属杆的外力,使甲在沿导轨向下的运动过程中始终以加速度a=gsinθ做匀加速直线运动,金属杆乙进入磁场时立即做匀速运动.
(1)求金属杆的电阻R;
(2)若从开始释放两金属杆到金属杆乙刚离开磁场的过程中,金属杆乙中所产生的焦耳热为Q,求外力F在此过程中所做的功.
如图所示,在xOy直角坐标系中,第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场,第Ⅱ象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场.初速度为零、带电荷量为q、质量为m的粒子经过电压为U的电场加速后,从x轴上的A点垂直x轴进入磁场区域,经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直y轴进入电场区域,在电场中偏转并击中x轴上的C点.已知OA=OC=d.求电场强度E和磁感应强度B的大小(粒子的重力不计).
(12分)如图所示,传送带长6 m,与水平方向的夹角,以5 m/s的恒定速度向上运动。一个质量为2 kg的物块(可视为质点),沿平行于传送带方向以10 m/s的速度滑上传送带,已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。
求:
(1)物块刚滑上传送带时的加速度大小;
(2)物块到达传送带顶端时的速度大小;
(3)整个过程中,摩擦力对物块所做的功。
(10分)目前我国动车组在广泛使用。假设动车轨道为直线,动车制动时的阻力为重力的0.1倍。(g=10m/s2)
(1)如果动车司机发现前方450m处有故障车已经停车,要使动车不发生追尾,则动车运行速度不能超过多少?(不考虑司机的反应时间)
(2)如果动车运行的速度为252km/h,当动车司机前方2464m处有故障车已经停车,经反应后制动减速,为了确保列车不发生追尾,问动车司机反应时间不得超过多少?
(7分)欲用伏安法测定一段阻值约为5左右的金属导线的电阻,要求测量结果尽量准确,现备有以下器材:
A.电池组(3 V,内阻1)
B.电流表(0~3 A,内阻0.0125 )
C.电流表(0~0.6 A,内阻0.125 )
D.电压表(0~3 V,内阻3 k)
E.电压表(0~15 V,内阻15 k)
F.滑动变阻器(0~20 ,额定电流1 A)
G.滑动变阻器(0~200 ,额定电流0.3 A)
H.开关、导线
(1)上述器材中应选用的是______________;(填写各器材的字母代号)
(2)实验电路应采用电流表______________接法;(填“内”或“外”)
(3)为使通过待测金属导线的电流能在0~0.5 A范围内改变,请按要求在虚线框内画出测量待测金属导线电阻Rx的电路原理图.
(1)下图螺旋测微器的读数为________mm;
图中游标卡尺的读数是__ cm。
(2)用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m1=" 50g" 、m2="150g" ,则(结果均保留两位有效数字)
①在纸带上打下记数点5时的速度v = m/s;
②在打下点“0”到点“5”过程中,系统动能的增量△EK= J,系统势能的减少量△EP = J(计算时g取10 m/s2)。由此得出的结论:___ ____。
③若某同学作出v2/2—h图像如图,则当地的重力加速度g = m/s2。