19.(20分)如图甲所示,空间存在B=0.5T,方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是相互平行的粗糙的长直导轨,处于同一水平面内,其间距L=0.2m,R是连在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg的导体棒,从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力F,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好,图乙是棒的速度一时间图像,其中OA段是直线,AC是曲线,DE是曲线图像的渐近线小型电动机在12s末达到额定功率,P额=4.5W,此后功率保持不变,除R以外,其余部分的电阻均不计,g=10 m/s2
(1)求导体棒在0-12s内的加速度大小;
(2)求导体棒与导轨间的动摩擦因数及电阻R的阻值;
(3)若已知0-12s内R上产生的热量为12.5J,则此过程中牵引力的冲量为多少?
牵引力做的功为多少?
18.(14分)如图所示,B是质量为2m、半径为R的光滑半球形碗,放在光滑的水平桌面上。A是质量为m的细长直杆,光滑套管D被固定在竖直方向,A可以自由上下运动,物块C的质量为m,紧靠半球形碗放置。初始时,A杆被握住,使其下端正好与碗的半球面的上边缘接触(如图)。然后从静止开始释放A,A、B、C便开始运动。求:
(1)长直杆的下端运动到碗的最低点时,长直杆竖直方向
的速度和B、C水平方向的速度;
(2)运动的过程中,长直杆的下端能上升到的最高点距离半球形碗底部的高度。
17.(14分)如图所示水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d为0.5m,左端通过导线与阻值为2Ω的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4Ω的小灯泡L连接;在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场,CE长为2m,CDFE区域内磁场的磁感应强度B如图所示随时间t变化。在t=0s时,一阻值为2Ω的金属棒在恒力F作用下由静止从AB位置沿导轨向右运动,当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化。求:
(1)通过小灯泡的电流; (2)恒力F的大小; (3)金属棒的质量。
16.(16分) 如图所示矩形区域MNPQ内有水平向右的匀强电场,虚线框外为真空区域。半径为R、内壁光滑、内径很小的绝缘半圆管ADB固定在竖直平面内,直径AB垂直于水平虚线MN,圆心O恰在MN的中点,半圆管的一半处于电场中。一质量为m,可视为质点的带正电小球从半圆管的A点由静止开始滑入管内,小球从B点穿出后,能够通过B点正下方的C点。重力加速度为g,小球在C点处的加速度大小为5g/3.求:
(1)小球在B点时,对半圆轨道的压力大小;
(2)虚线框MNPQ的高度和宽度满足的条件。
15.(16分)一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计),以初速度v0进入电势差为U的带窄缝的平行板电极S1和S2间的电场,经电场加速后,沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平板电极S2。当粒子从p点离开磁场时,其速度方向与Ox方向的夹角,整个装置处于真空中,如图所示。求:
(1)粒子进入磁场时的速度大小;
(2)粒子在磁场中运动的时间;
(3)粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径。
14.(10分)如右图所示,两平行光滑导轨相距为20cm,金属棒MN的质量为1.0×10-2kg,电阻R=8Ω,匀强磁场方向竖直向下,磁感应强度B=0.8T,电源电动势E=10V,内电阻r=1Ω.当开关S闭合时,MN处于平衡状态,求变阻器R1的取值为多少?(设θ=45°)
13.(1)如图所示,直径为D的圆环是用粗细均匀的电阻制成的,总电阻为R,图中A、B、C…、H为圆环上的等分点。A点固定,P为滑片,能沿圆环滑动,并保持良好的接触。电源的内阻不计。当闭合开关S后,滑片P沿圆环顺时针滑动时,图中各电表的示数会发生变化。某同学按此电路图做实验,并记下滑片P在某些位置时各电表的示数如下表所示:
滑片P |
位置C |
位置E |
位置G |
位置A |
表A的示数(A) |
0.32 |
0.30 |
|
|
表V1的示数(V) |
5.05 |
4.80 |
|
|
表V2的示数(V) |
0.95 |
1.20 |
|
|
根据表中的实验数据可得:
①(4分)电源的电动势E=_____V,电阻R1=_____;
②(3分)完成表格中位置G下的空格:
表A的示数为____A,表V1的示数为____V,表V2的示数为____V;
③(3分)完成表格中位置A下的空格:
表A的示数为____A,表V1的示数为____V,表V2的示数为____V。
(2)(3分)一电流表由电流计G与分流电阻R并联组成,如图所示。如果在使用中发现此电流表的读数总比准确值略小一点,为了将它调整为准确的电流表,可以采用的措施是( )
A.在R上并联一个比R小得多的电阻
B.在R上串联一个比R小得多的电阻
C.在R上并联一个比R大得多的电阻
D.在R上串联一个比R大得多的电阻
12. 在探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验中,实验装置如图所示:一木块放在水平长木板上,左侧拴有一不可伸长的细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连,重物的质量为m .木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连,在重物牵引下,木块在木板上向左做匀加速运动.图甲给出了打点计时器在纸带上打出的一些连续的点,它们之间的距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6,打点计时器所用交流电周期为T.根据给以上数据求:
(1)(3分)木块的加速度a= 。
(2)(3分)细线对木块的拉力T= 。
(3)(3分)为了减少误差,你认为应采取什么措施?
。
11. 如图所示,绝缘弹簧的下端固定在斜面底端,弹簧与斜面平行,带电小球Q(可视为质点)固定在光滑绝缘斜面上的M点,且在通过弹簧中心的直线ab上。现把与Q大小相
同,带电性也相同的小球P,从直线ab上的N点由静止释放,在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中:
A、小球P的速度是先增大后减小
B、小球P和弹簧的机械能守恒,且P速度最大时
所受弹力与库仑力的合力最大
C、小球P的动能、重力势能、电势能与弹簧的弹
性势能的总和不变
D、小球P合力的冲量为零
第Ⅱ卷(非选择题 共112分)
10. 如图所示水平光滑的平行金属导轨,左端接有电阻R,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在空间内,质量一定的金属棒PQ垂直于导轨放置。今使棒以一定的初速度V0向右运动,当其通过位置a、b时,速率分别为Va、Vb,到位置c时棒刚好静止。设导轨与棒的电阻均不计,a、b与b、c的间距相等,则金属棒在由ab与bc的两个过程中:
A、棒运动的加速度相等
B、通过棒横截面的电量相等
C、回路中产生的电能Eab=3Ebc
D、棒通过a、b两位置时Va>2Vb
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