(19分)如图所示,固定的光滑金属导轨间距为d,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行。 (1)求初始时刻通过电阻R的电流I大小和方向; (2)当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a; (3)若导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,整个电路产生的焦耳热Q。
(13分)邯郸大剧院是目前河北省内投资最大、设施最完备、科技含量最高的一家专业高端剧院。2014年元旦前后,邯郸大剧院举办了几场盛大的新年音乐会。在一场演出前工作人员用绳索把一架钢琴从高台吊运到地面。已知钢琴的质量为175kg,绳索能承受的最大拉力为1820N,吊运过程中钢琴以0.6m/s的速度在竖直方向向下做匀速直线运动。降落至底部距地面的高度为h时,立即以恒定加速度减速,最终钢琴落地时刚好速度为零(g取10m/s2),求: (1)h的最小值是多少; (2)为了保证绳索和钢琴的安全,此次以0.6m/s的初速度匀减速到零,用时3s,求此次减速过程中钢琴机械能的变化量△E。
(9分)某同学要测量一个由均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下: (1)用20分度的游标卡尺测量其长度如下图所示,可知其长度为 mm; (2)用螺旋测微器测量其直径如右上图所示,可知其直径为__________mm; (3)用多用电表的电阻“×10”档,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为_________Ω,他还需要换档重新测量吗?______ (填“需要”或“不需要”) (4)为更精确地测量其电阻,现有的器材及其代号和规格如下: 待测圆柱体电阻R 电流表A1(量程0~3 mA,内阻约50 Ω) 电流表A2(量程0~15 mA,内阻约30 Ω) 电压表V1(量程0~3 V,内阻约10 kΩ) 电压表V2(量程0~15 V,内阻约25 kΩ) 直流电源E(电动势4 V,内阻不计) 滑动变阻器R1(阻值范围0~15 Ω) 滑动变阻器R2(阻值范围0~2 kΩ) 开关S,导线若干 为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,电流表应选用____,电压表应选用______,滑动变阻器应选用______。 (5)请在图中补充连线完成本实验。
(6分)在“探究功与速度变化的关系”的实验中,某实验研究小组的实验装置如图甲所示。木块从A点静止释放后,在一根弹簧作用下弹出,沿足够长的木板运动到 (1)如图乙是根据实验数据描绘的 (2)由图线得木块从A到O过程中摩擦力做的功是 (3)
如图所示,带有正电荷的A粒子和B粒子先后以同样大小的速度从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点分别以30°和60°(与边界的夹角)射入磁场,又都恰好不从另一边界飞出,则下列说法中正确的是( ) A.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是 B.A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比是 C.A、B两粒子 D.A、B两粒子
如图所示,轨道NO和OM底端对接且θ>α,小环自N点由静止滑下再滑上OM。已知小环在轨道NO下滑的距离小于在轨道OM上滑的距离,忽略小环经过O点时的机械能损失,轨道各处的摩擦系数相同。若用F、f、v和E分别表示小环所受的合力、摩擦力、速度和机械能,这四个物理量的大小随环运动路程的变化关系如图。其中能正确反映小环自N点到右侧最高点运动过程的是( )
如图所示,平行板电容器两极板M、N相距d,两极板分别与电压恒定为U的电源两极连接,极板M带正电。现有一质量为m的带电油滴在极板中央处于静止状态,且此时极板带电荷量与油滴带电荷量的比值为k,则( ) A.油滴带负电 B.油滴带电荷量为 C.电容器的电容为 D.将极板N向下缓慢移动一小段距离,油滴将向上运动
图甲中的变压器为理想变压器,原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为10∶1,变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电,电阻R1=R2=R3=20 Ω和电容器C连接成如图甲所示的电路。其中,电容器击穿电压为8 V,各电表均为理想交流电表,开关S处于断开状态,则( ) A.电压表 C.电阻R2上消耗的功率为2.5 W D.若闭合开关S,电容器会被击穿
“嫦娥三号”探月卫星于2013年12月2日1点30分在西昌卫星发射中心发射,并成功实现了“落月”。若已知引力常量为G,月球绕地球做圆周运动的半径为r1、周期为T1,“嫦娥三号”探月卫星绕月球做圆周运动的环月轨道半径为r2、周期为T2,不计其他天体的影响,则根据题目条件可以( ) A.求出地球的密度 B.求出“嫦娥三号”探月卫星的质量 C.求出地球与月球之间的万有引力 D.得出
如图所示,自动卸货车静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下,θ角缓慢增大,在货物相对车厢仍然静止的过程中,下列说法正确的是( ) A.货物受到的支持力变小 B.货物受到的摩擦力变小 C.货物受到的支持力对货物做负功 D.货物受到的摩擦力对货物做负功
质量为2kg的质点在竖直平面内斜向下做曲线运动,它在竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象如图甲、乙所示。下列说法正确的是( ) A.前2 s内质点处于超重状态 B.2 s末质点速度大小为4 m/s C.质点的加速度方向与初速度方向垂直 D.质点向下运动的过程中机械能减小
在以下力学实验装置中,三个实验共同用到的物理思想方法是( ) A.极限的思想方法 B.放大的思想方法 C.控制变量的方法 D.类比的思想方法
(10分)如图,一透明球体置于空气中,球半径R=10cm,折射率n= (1)补全光路并求出光从B点传到C点的时间; (2)求CD与MN所成的角α.(写出求解过程)
(10分)如图,一列简谐横波向右传播,沿波的传播方向上有相距为
(8分)如图所示,单摆摆长为1m,做简谐运动,C点在悬点O的正下方,D点与C相距为2m,C、D之间是光滑水平面,当 小摆球A从右侧最大位移处无初速度释放时,小球B从D点以某一速度匀速地向C点运动,A、B两球在C点迎面相遇,求小球B的速度大小.(π2=g)
实验室有一块长方体透明介质,截面如图ABCD所示.AB的长度为l1,AD的长度为l2,且AB和AD边透光,而BC和CD边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收.现让一平行光束以入射角θ1射到AB面,经折射后AD面上有光线射出.为了测量该长方体介质的折射率. 一同学的做法是:保持射到AB面上光线的入射角θ1不变,用一遮光板由A点沿AB缓慢推进,遮光板前端推到P时,AD面上恰好无光线射出,测得AP的长度为l3,则长方体介质的折射率可表示为n=__________;
某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他找到了一块外形不规则的长条状的大理石块代替了摆球,他设计的实验步骤是: A.将石块用细尼龙线系好,结点为N,将尼龙线的上端固定于O点; B.用刻度尺测量ON间尼龙线的长度l作为摆长; C.将石块拉开一个大约α =50的角度,然后由静止释放; D.从摆球摆到最高点时开始计时,测出30次全振动的总时间t,由T=t/30得出周期; E.改变ON间尼龙线的长度再做几次实验,记下相应的l和T; F.求出多次实验中测得的l和T的平均值作为计算时使用的数据,带入公式g=(2π/T)2l求出重力加速度g。 请填空:(1)你认为该同学以上实验步骤中存在错误或不当的步骤是___________。(只填写相应的步骤代号即可) (2)该同学用ON的长作l为摆长,这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值____________(填“偏大”、“偏小”或“无系统误差”)。
如图所示为一列简谐横波t=0时刻的波动图象,已知波沿x轴正方向传播,波速大小为0.4m/s。则在图示时刻质点a、b所受的回复力大小之比为 ,此时刻起,质点c的振动方程是: ________________cm。
如图所示,质量为m的物块放在水平木板上,木板与竖直弹簧相连,弹簧另一端固定在水平面上,今使m随M一起做简谐运动,且始终不分离,则物块m做简谐运动的回复力是由 提供的,当振动速度达最大时,m对M的压力为 。
如图所示为一列沿x轴正方向传播、频率为50Hz的简谐横波在t=0时刻的波形,此时P点恰好开始振动。已知波源的平衡位置在O点,P、Q两质点平衡位置坐标分别为P (12,0)、Q (56,0),则( ) A.波源刚开始振动时的运动方向沿+y方向 B.这列波的波速为600m/s C.当t=0.11s时,Q点刚开始振动 D.Q点刚开始振动时,P点恰位于平衡位置
如图所示为一个竖直放置的弹簧振子物体沿竖直方向在A、B之间做简谐运动,O点为平衡位置,A点位置恰好为弹簧的原长。物体由C点运动到D点(C、D两点未在图上标出)的过程中,弹簧的弹性势能增加了3.0J,重力势能减少了2.0J。对于这段过程说法正确的是( ) A.物体的动能增加1.0J B.C点的位置可能在平衡位置以上 C.D点的位置可能在平衡位置以上 D.物体经过D点时的运动方向可能指向平衡位置
如图所示,S为波源,M、N是两块挡板,其中M板固定,N板可左右移动,两板中间有一狭缝,此时观察不到A点振动,为了使A点能发生振动,可采用的方法是( ) A.减小波源的频率 B.增大波源的频率 C.将N板向左移 D.将N板向右移
一束光穿过介质1、2、3时,光路如图所示,则( ) A.介质2的折射率最大 B.光线在介质2中的波长最长 C.光在介质3中的速度最大 D.入射光线到达时介质2和介质3的界面时,一定也发生反射
如下图所示,在一条直线上两个振动源A、B相距6m,振动频率相等.t0=0时刻A、B开始振动,且都只振动一个周期,振幅相等,振动图象A为甲,B为乙.若A向右传播的波与B向左传播的波在t1=0.3s时相遇,则( )
A.两列波在A、B间的传播速度大小均为10m/s B.两列波的波长都是4m C.在两列波相遇过程中,中点C为振动加强点 D.t2=0.7s时刻B点经过平衡位置且振动方向向下
如图所示,是一列简谐横波在某时刻的波形图.若此时质元P正处于加速运动过程中,则此时( ) A.质元Q和质元N均处于加速运动过程中 B.质元Q和质元N均处于减速运动过程中 C.质元Q处于加速运动过程中,质元N处于减速运动过程中 D.质元Q处于减速运动过程中,质元N处于加速运动过程中
一根水平的弹性细绳上,一上一下两个形状相同的正弦半波相向传播,某个时刻恰好完全叠合,如图。 A. B. C. D.
一弹簧振子的振动周期为0.25s,从振子由平衡位置向右运动时开始计时,则经过0.17s,振子的振动情况是( ) A.正在向右做减速运动 B.正在向右做加速运动 C.正在向左做加速运动 D.正在向左做减速运动
如图所示,固定曲面AC是一段半径为4.0米的光滑圆弧形成的,圆弧与水平方向相切于A点,AB=10cm,现将一小物体先后从圆弧顶端C和中点D处由静止释放,到达曲面低端时速度分别为v1和v2,所需时间为t1和t2,以下说法正确的是( ) A.v1 > v2 , t1 = t2 B.v1 > v2 , t1 > t2 C.v1 < v2 , t1 = t2 D.v1 < v2 , t1 > t2
已知水的折射率为1.33,空气的折射率为1.00,一个潜水员自水下目测到立于船头的观察者距水面的距离为h1,而船头的观察者目测到潜水员距水面深h2处,则( ) A.潜水员的实际深度大于h2,观察者实际高度大于h1 B.潜水员的实际深度小于h2,观察者实际高度小于h1 C.潜水员的实际深度大于h2,观察者实际高度小于h1 D.潜水员的实际深度小于h2,观察者实际高度大于h1
两列频率相同的波发生干涉时,若两列波的波峰在某质点P位置相遇,则有 ( ) A.质点P的振动始终加强,P点振幅最大 B.质点P的振动始终加强,P点位移始终最大 c.质点P的振动有时加强,有时减弱,振幅随时间周期性变化 D.质点P的振动有时加强,有时减弱,因为P点的位移随时间作周期性变化
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