(20分)如图甲所示,两平行金属板长度l不超过0.2 m,两板间电压U随时间t变化的图象如图乙所示。在金属板右侧有一左边界为MN、右边无界的匀强磁场,磁感应强度B =0.01 T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子连续不断地以速度v0=105m/s射入电场中,初速度方向沿两板间的中线OO’方向。磁场边界MN与中线OO’垂直。已知带电粒子的比荷q/m=108C/kg,粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略不计。
(1)在每个粒子通过电场区域的时间内,可以把板间的电场强度看作是恒定的。请通过计算说明这种处理能够成立的理由;
(2)设t=0.1 s时刻射人电场的带电粒子恰能从金属板边缘穿越电场射入磁场,求该带电粒子射出电场时速度的大小;
(3)对于所有经过电场射入磁场的带电粒子,设其射人磁场的入射点和从磁场射出的出射点间的距离为d,试判断d的大小是否随时间变化?若不变,证明你的结论;若变化,求出d的变化范围。
(19分)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一长为l的细线,一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球.现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,已知O点到斜面底边的距离sOC=L,求:
(1)小球通过最高点A时的速度vA.
(2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力.
(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球滑落到斜面底边时到C点的距离若相等,则l和L应满足什么关系?
(15分)建筑工地上常用升降机将建材从地面提升到需要的高度.某次提升建材时,研究人员在升降机底板安装了压力传感器,可以显示建材对升降机底板压力的大小.已知建材放上升降机后,升降机先静止了t0=1s,然后启动,7s末刚好停止运动,在这7s内压力传感器的示数如图所示.当地重力加速度g取10m/s2.求
(1)整个过程中升降机的最大速度及整个过程中建材上升的高度h.;
(2)在5s~7s内压力传感器的示数F。
(12分)为了测量一精密金属丝的电阻率:
(1)先用多用电表×1Ω挡初测其电阻为 Ω,然后用螺旋测微器测其直径为 mm,游标卡尺测其长度是 mm。
(2)除待测金属丝外,实验室还备有的实验器材如下:
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表V2(量程l5V,内阻约为75 kΩ)
C.电流表A1(量程3A,内阻约为0.2 Ω)
D.电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω)
E.滑动变阻器R1(0~5Ω,0.6 A)
F.滑动变阻器R2(0~2000Ω,0.1 A)
G.输出电压为3V的直流稳压电源E
H.电阻箱
I.开关S,导线若干
为了减小实验误差,需进一步测其电阻而采用伏安法,则上述器材中应选用的实验器材有(填代号) 。请在方框内设计最合理的的电路图并实物连线。但用该电路电阻的测量值 真实值(选填大于、等于或小于)。如果金属丝直径为D,长度为L,所测电压为U,电流为I,写出计算电阻率 .
(6分)打点计时器用频率50Hz交流电打出的匀变速运动的纸带,以原始点作为计数点,则根据此纸带的数据,纸带的加速度大小是 m/s2 和打点计时器打第3个点时的纸带速度是 m/s(保留3位有效数字)
如图所示,一根轻质弹簧上端固定的,下端挂一质量为m0的平盘,盘中有一物体,质量为m,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了l,现向下拉盘使弹簧再伸长△l后停止,然后松手放开,设弹簧总处在弹性限度以内,则刚松手时盘对物体的支持力等于
A.
B.
C.
D.