24.(18分)如图,在水平面内有两条光滑轨道MN、PQ,其上放有两根静止的导体棒,质量分别为m1、m2。设有一质量为M的永久磁铁,从轨道和导体棒组成的平面的正上方高为h的地方落下,当磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的平面内时磁铁的速度为,导体棒ab的动能为EK,此过程中两根导体棒、导体棒与磁铁之间没有发生碰撞,求
(1)磁铁在下落过程中受到的平均阻力?
(2)磁铁在下落过程中在导体棒中产生的总热量?
23.(16分)当若干相同铁塔等高、等距时,可将之视为如图所示的结构模型。已知铁塔(左右对称)质量为m,塔基宽度为d。相邻铁塔间输电线的长度为L,其单位长度的质量为m0,输电线顶端的切线与竖直方向成θ角。已知冰的密度为ρ,设冰层均匀包裹输电线上,且冰层的横截面为圆形,其半径为R(输电线的半径可忽略)。
(1)每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大多少?
(2)被冰层包裹后,输电线在最高点、最低点所受的拉力大小分别为多少?
22.(18分)(1) 实验室中有下列几个长度测量仪器:①米尺、②10分度游标卡尺、③20分度游标卡尺、④50分度游标卡尺、⑤螺旋测微器。一个同学用其中一种仪器测量某工件的长度为8.116cm,则他所使用的仪器为 (填仪器序号)
(2)如图所示为一多用电表的表盘示意图,选择开关已经旋到R×10Ω的电阻挡位上,这种情况下该欧姆表的总内阻R内= Ω。有一位同学实验时发现该表内所用的5号锌锰干电池(标称电动势1.5V)已旧,随手将刚充好电的5号镍氢电池(电动势为1.2V)换上,选择开关不变,经过调整后测量一未知电阻Rx的阻值,发现表针恰好指在表盘的正中间,则该电阻Rx的准确值应为: ( )
(A)15Ω (B)150Ω (C)12Ω (D)120Ω
(3)发光二极管(LED)近年来被人们誉为是本世纪的新型光源。有一些手灯就是用几个发光二极管并联后作为光源使用的,其发光效率很高。它在正常工作时,正向压降约3.2V,电流在15mA左右。现取这样一只发光二极管(电路符号用表示),要测量它的伏安特性,另提供有下列的实验器材:电源E(电动势为4V,内阻不计);滑线变阻器R0(阻值0-20Ω);毫安表mA(量程20mA,有内阻);数字万用表(电压挡v有五个量程:分别为0.2V、2V、20V、200V、2000V,内阻很大);开关一只;导线若干。
要求:(Ⅰ)在方框内画出能测定其伏安特性的电路原理图,并在图上注明电压表挡所选量程。
(Ⅱ)某实验员通过实验已得出了图甲所示的U-I特性曲线图。接着,他又用该二极管、电源E和另一只固定电阻R等组成图乙所示的电路,当闭合开关S时,发现二极管发出微弱白光,立即用万用表的电压挡测得电阻R两端的电压为1.0V,由此可以判定电阻R的阻值大约为 Ω。
21.“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式,即原子核俘获一个核外电子,核内一个质子变为中子,原子核衰变成一个新核,并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电).若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计),则( )
A.生成的新核与衰变前的原予核质量数相同
B.生成新核的核电荷数增加
C.生成的新核与衰变前的原子核互为同位素
D.生成的新核与中微子的动量大小相等
非选择题
20.光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻不计、电动势为E的电源相连,一根质量为m的导体棒ab,用长为l的绝缘细线悬挂,悬线竖直时导体棒恰好与导轨良好接触且细线处于张紧状态,如图所示,系统空间有匀强磁场.当闭合开关S时,导体棒被向右摆出,摆到最大高度时,细线与竖直方向成角,则 ( )
A.磁场方向一定竖直向下
B.磁场方向竖直向下时,磁感应强度最小
C.导体棒离开导轨前通过棒的电量为
D.导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1 – cos)
19.如图所示,一个质量为m、带电量为q的物体处于场强按E = E0 – kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间的动摩擦因数为,当t = 0时,物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是 ( )
A.物体开始运动后加速度先增加后保持不变
B.物体开始运动后加速度不断增加
C.经过时间,物体在竖直墙壁上的位移达最大值
D.经过时间,物体运动速度达最大值
18.生活中处处用电,而我们需要的电都是通过变压器进行转换的,为了测一个已知额定电压为100V的灯泡的额定功率,如图,理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表A和灯泡L,滑动变阻器的电阻值范围时0-100Ω不考虑温度对灯泡电阻的影响,原、副线圈的匝数比为2:1,交流电源的电压为U0=440V,适当调节滑动变阻器的触片位置,当灯泡在额定电压下正常工作时,测得电流表A的示数为1.2A,则 ( )
A.灯泡的额定功率为40W
B.灯泡的额定电流为2.4A
C.滑动变阻器上部分接入的电阻值为50Ω
D.滑动变阻器消耗的电功率为240W
17.两个相同的白炽灯L1和L2,接到如图所示的电路中,灯L1与电容器串联,灯L2与电感线圈串联,当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同。更换一个新的正弦交流电源后,灯L1的亮度高于灯L2的亮度。新电源的电压最大值和频率可能是 ( )
A.最大值仍为Um,而频率大于f
B.最大值仍为Um,而频率小于f
C.最大值大于Um,而频率仍为f
D.最大值小于Um,而频率仍为f
16.刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一。图中所示的图
线1、2分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离s
与刹车前的车速v的关系曲线,已知紧急刹车过程中车与地面
间是滑动摩擦。据此可知,下列说法中正确的是 ( )
A.甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快,甲车的刹车性能好
B.乙车与地面间的动摩擦因数较大,乙车的刹车性能好
C.以相同的车速开始刹车,甲车先停下来,甲车的刹车性能好
D.甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快,甲车与地面间的动摩擦因数较大
15.如图,竖直环A半径为r,固定在木板B上,木板B放在水平地面上,B的左右两侧各有一档板固定在地上,B不能左右运动,在环的最低点静放有一小球C,A、B、C的质量均为m。给小球一水平向右的瞬时速度V,小球会在环内侧做圆周运动,为保证小球能通过环的最高点,且不会使环在竖直方向上跳起,瞬时速度必须满足 ( )
A.最小值
B.最小值
C.最大值
D.最大值
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