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如图所示,两根足够长的光滑平行导轨与水平面成θ=60°角,导轨间距为L。将直流电源、电阻箱和开关串联接在两根导轨之间。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m的导体棒MN垂直导轨水平放置在导轨上,导体棒与两根导轨都接触良好。重力加速度为g。
(1)若磁场方向垂直导轨平面向上,当电阻箱接入电路的电阻为R1时,闭合开关后,导体棒MN恰能静止在导轨上。请确定MN中电流I1的大小和方向;
(2)若磁场方向竖直向上,当电阻箱接入电路的电阻为R2时,闭合开关后,导体棒MN也恰能静止在导轨上,请确定MN中的电流I2的大小;
(3)导轨的电阻可忽略,而电源内阻、导体棒MN的电阻均不能忽略,求电源的电动势。
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乙同学采用如图3所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验。
a.按图3把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动;
b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重,接通电源,放开小车,电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始,此后在纸带上每隔4个点取一个计数点,依次标为B、C、D、……;
c.测量出B、C、D、……各点与A点的距离,分别记为x1、x2、x3、……;
d.用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、……,得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……;(重力加速度g=9.80m/s2)
e.求出B、C、D、……各点速度的大小,分别记为υ1、υ2、υ3、……,再求出它们的平方υ12、υ22、υ32、……;
f.用纵坐标表示速度的平方υ2,横坐标表示配重重力所做的功W,作出υ2-W图象,并在图象中描出(Wi,υi2)坐标点,再连成图线;
(以下计算保留到小数点后两位)
① 在步骤d中,该同学测得x4=40.00cm,则配重重力所做的功W4= J;
② 该同学得到的υ2-W图象如图4所示。通过图象可知,打A点时对应小车的速度υ0 = _________m/s;
③ 小车的质量M= kg。
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利用电火花计时器做如下实验。
(1)(10分)甲同学使用如图1所示的装置来验证“机械能守恒定律”。
①下面是操作步骤:
a.按图1安装器材;
b.松开铁夹,使重物带动纸带下落;
c.接通电火花计时器电源,使计时器开始工作;
d.进行数据处理;
e.根据需要,在纸带上测量数据。把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列 。
②电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上,图2为实验中打出的一条纸带,从起始点O开始,将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D……,
电火花计时器打F点时,重锤下落的速度为 m/s。
(保留到小数点后两位)
③ 如果已知重锤的质量为0.50 kg,当地的重力加速度为9.80m/s2。从打点到打F点的过程中,重锤重力势能的减少量为 J,重锤动能的增加量为 J。(保留到小数点后两位)
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一个足够长的竖直放置的磁铁结构如图所示。在图1中磁铁的两个磁极分别为同心的圆形和圆环形。在两极之间的缝隙中,存在辐射状的磁场,磁场方向水平向外,某点的磁感应强度大小与该点到磁极中心轴的距离成反比。用横截面积一定的细金属丝制成的圆形单匝线圈,从某高度被无初速释放,在磁极缝隙间下落的过程中,线圈平面始终水平且保持与磁极共轴。线圈被释放后,
A.线圈中没有感应电流,线圈做自由落体运动
B.在图1俯视图中,线圈中感应电流沿逆时针方向
C.线圈有最大速度,线圈半径越大,最大速度越小
D.线圈有最大速度,线圈半径越大,最大速度越大
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如图所示,两个半径相同的小球A、B分别被不可伸长的细线悬吊着,两个小球静止时,它们刚好接触,且球心在同一条水平线上,两根细线竖直。小球A的质量小于B的质量。现向左移动小球A,使悬吊A球的细线张紧着与竖直方向成某一角度,然后无初速释放小球A,两个小球将发生碰撞。碰撞过程没有机械能损失,且碰撞前后小球的摆动平面不变。已知碰撞前A球摆动的最高点与最低点的高度差为h。则小球B的质量越大,碰后
A.A上升的最大高度hA越大,而且hA可能大于h
B.A上升的最大高度hA越大,但hA不可能大于h
C.B上升的最大高度hB越大,而且hB可能大于h
D.B上升的最大高度hB越大,但hB不可能大于h
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一个电子只在电场力作用下从a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示,图中一组平行实线可能是电场线也可能是等势面,下列说法中正确的是
A.如果实线是电场线,则a点的电势比b点的电势高
B.如果实线是等势面,则a点的电势比b点的电势低
C.如果实线是电场线,则电子在a点的电势能比在b点的电势能大
D.如果实线是等势面,则电子在a点的电势能比在b点的电势能大
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一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行。现将一个木炭包无初速地放在传送带的最左端,木炭包在传送带上将会留下一段黑色的径迹。下列说法中正确的是
A.黑色的径迹将出现在木炭包的左侧
B.木炭包的质量越大,径迹的长度越短
C.传送带运动的速度越大,径迹的长度越短
D.木炭包与传送带间动摩擦因数越大,径迹的长度越短
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已知万有引力恒量G,根据下列哪组数据可以计算出地球的质量
A.卫星距离地面的高度和其运行的周期
B.月球自转的周期和月球的半径
C.地球表面的重力加速度和地球半径
D.地球公转的周期和日地之间的距离
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一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子,同时放出一个γ光子。已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4,普朗克常量为h,真空中的光速为c。下列说法中正确的是
A.这个反应的核反应方程是 γ
B.这个核反应既不是聚变反应也不是裂变反应
C.辐射出的γ光子的能量E = (m3 + m4-m1-m2)c2
D.辐射出的γ光子的波长=
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用单色光做双缝干涉实验,在屏上会得到明暗相间的条纹。关于这个实验,下列说法中正确的是
A.屏上中央亮条纹最宽,两边的亮条纹宽度逐渐变窄
B.若减小实验中双缝的距离,屏上条纹间距也减小
C.在同样实验装置的情况下,红光的条纹间距大于蓝光的条纹间距
D.同样条件下,在水中做双缝干涉实验屏上所得条纹间距比在空气中的大
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