22.(12分)如图所示,带电量分别为4q和-q的小球A、B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上,相距为d,若杆上套一个带电小环C,带电体A、B和C均可视为点电荷。
(1)求小环C的平衡位置;
(2)若小环C带电量q,将小环拉离平衡位置一小位移x(|x|《d)后静止释放,试判断小环C能否回到平衡位置?(回答“能”或“不能”即可)
(3)若小环C带电量为-q,将小环拉离平衡位置一小位移x(|x|《d)后静止释放,试证明小环将作简谐运动。(提示:当≤1时,则
)
21.(12分)据报道,一儿童玩耍时不慎从36米高的阳台上无初速掉下,在他刚掉下时恰被楼下社区管理人员发现,该人员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底,准备接住儿童。已知管理人员到楼底的距离为18米,为确保能稳妥安全接住儿童,管理人员将尽力节约时间,但又必须保证接儿童时没有水平方向的冲击(即水平速度为零)。设儿童下落过程中所受空气阻力约为儿童本身重力的0.2倍,将儿童和管理人员都看作质点,设管理人员奔跑过程中只做匀变速运动,g取10m/s2。
(1)管理人员至少用多大的平均速度跑到楼底?
(2)若管理人员在奔跑过程中做匀加速或匀减速运动的加速度大小相等,且最大速
度不超过9m/s,求管理人员奔跑时加速度的大小需满足什么条件?
20.(10分)某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体的状态变化,在实验后计算机屏幕显示了如下的p---T图象(实线部分),已知在A状态气体体积为V0。试求实验过程中,当气体温度保持T0的情况下,气体体积在什么范围内变化?
19.2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应,利用这种效应可以测量磁感应强度。
若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线,其中RB、RO分别表示有、无磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B,需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。
(1)设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路,在图2的虚线框内画出实验电路原理图(磁敏电阻及所处磁场已给出,待测磁场磁感应强度大小约为0.6-1.0T,不考虑磁场对电路其它部分的影响)。要求误差较小。
提供的器材如下:
A.磁敏电阻,无磁场时阻值
B.滑动变阻器R,全电阻约
C.电流表,量程2.5mA,内阻约
D.电压表,量程3V,内阻约3k
E.直流电源E,电动势3V,内阻不计
F.开关S,导线若干
(2)正确接线后,将磁敏电阻置入待测磁场中,测量数据如下表:
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
U(V) |
0.00 |
0.45 |
0.91 |
1.50 |
1.79 |
2.71 |
I(mA) |
0.00 |
0.30 |
0.60 |
1.00 |
1.20 |
1.80 |
根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=
,结合图1可知待测磁场的磁感应强度B=
T。
(3)试结合图1简要回答,磁感应强度B在0-0.2T和0.4-1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同?
(4)某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线(关于纵轴对称),由图线可以得到什么结论?
18. 在“探索影响感应电动势大小的有关因素实验”中,装置如图所示:
⑴请你说明如何用如图装置测出有关物理量?
⑵实验过程中,某同学设计了用控制变量方法进行探索,填空完成下列步骤:
①让小车以 的速度靠近螺线管,得到在不同 内的感应电动势平均值E。(感应电动势平均值近似于最大值)
②实验中因磁铁相对螺线管变化的位置 ,各次实验螺线管中 都相同。
③改用 匝数的线圈(线圈直径不变),使磁铁用相同速度靠近线圈。
⑶数据分析及实验结果:
①重复上述步骤可得一组△t和E值,点击软件界面上E-1/△t,屏幕出现图所示图线。可见感应电动势E和1/△t成 比关系。
②感应电动势E和匝数成 比关系。
17.如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置,每次将小球从弧型轨道同一位置
静止释放,并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ,获得不同的射程x,最后作出了如图b所示的x-tanθ图象,。则:
(1)由图b可知,小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0= 。实验中发现θ超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面的长度为 m。
(2)若最后得到的图象如图c所示,则可能的原因是(写出一个)
16.有一个电路决定是否工作,电路中用A和B分别表示二个元件,用C和D分别表示另二个元件),如果工作,输出为高电势。
(1)如果A和B都滿足条件(“滿足条件”输入为高电势)工作,则电路才一起工作。请画出输出端Z输出的电信号,并完成该门电路的真值表。
(2)如果中任何一个损坏,或两个都损坏(“损坏”输入为高电势),则电路都无法工
作。请根据以上情况完成真值表,并在虚线框内画出用门电路符号表示的逻辑电路图
⑶当A 端输入电信号”1”、B 端输入电信号”0”时,则在C 和D 端输出的电信号分别为1和l,请设计一种满足以上要求的、用门电路符号表示的组合逻辑电路画在框内。(要求用二个门电路模块)
15.在使用多用表测量电阻的过程中,若测量电阻时双手捏住了表笔的金属部分,则测量结果偏______(填“大”或“小”);若测量时发现指针偏转太大,则应______(填“增大”或“减小”)倍率后重新调零再测量。
14.均匀梯子重G1,长为L,一端搁在粗糙地面上,梯子与地面的摩擦系数为μ倾角为θ,另一端搁在光滑墙上.若一重为G2的人沿梯子走上去的过程中梯子不会滑动,则( )
A.墙对梯子的作用力减小
B.墙对梯子的作用力增大
C.地对梯子的摩擦力增大
D.地对梯子的弹力不变
13.某人骑自行车在平直道路上行进,图中的实线记录了自行车开始一段时间内的v-t
图象,某同学为了简化计算,用虚线作近似处理,下列说法正确的是---------------( )
A.在t1时刻,虚线反映的加速度比实
际的大
B.在0-t1时间内,由虚线计算出的平
均速度比实际的大
C.在t1-t-2时间内,由虚线计算出的平
均速度比实际的大
D.在t3-t-4时间内,虚线反映的是匀速
运动
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