1.质量为m的物体从静止开始以g/2的加速度竖直向下运动,当下降高度为h时,该物体机械能的增量为________,该物体动能的增量为_________。
24.(14分)在质量为M=1kg的小车上, 竖直固定着一个质量为m=0.2kg,高h=0.05m、总电阻R=100W、n=100匝矩形线圈,且小车与线圈的水平长度l相同。现线圈和小车一起在光滑的水平面上运动,速度为v1=10m/s,随后穿过与线圈平面垂直,磁感应强度B=1.0T的水平有界匀强磁场,方向垂直纸面向里,如图(1)所示。已知小车运动(包括线圈)的速度v随车的位移s变化的v-s图象如图(2)所示。求:
(1)小车的水平长度l和磁场的宽度d
(2)小车的位移s=10cm时线圈中的电流大小I以及此时小车的加速度a
(3)在线圈进入磁场的过程中通过线圈某一截面的电量q
(4)线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量Q
23.(12分)在光滑的水平面上有一直角坐标系,现有一个质量m=0.1kg的小球,从y轴正半轴上的P1点以速度v0=0.6m/s垂直于y轴射入。已知小球在y>0的空间内受到一个恒力F1的作用,方向沿y轴负方向,在y<0的空间内小球受到一平行于水平面、大小不变F2的作用,且F2的方向与小球的速度方向始终垂直。现小球从P1点进入坐标系后,经x=1.2m的P2点与x轴正方向成53º角射入y<0的空间,最后从y轴负半轴上的P3点垂直于y轴射出。如图所示,(已知:sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求:
(1)P1点的坐标
(2)F1的大小
(3)F2的大小
22.(12分)图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为l。开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止。现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有粘住物质的固定挡板粘住,在极短的时间内速度减为零,小球继续向左摆动,当轻绳与竖直方向的夹角θ=60°时小球到达最高点。求
(1)滑块与挡板刚接触的瞬时,滑块速度的大小
(2)小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球所做的功。
21.(12分)在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为1.0m和2.0 m。已知放在A、B两点的检验电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟检验电荷所带电荷量大小的关系图象如图中直线a、b所示,放在A点的电荷带负电,放在B点的电荷带正电。求:
(1)A点的电场强度的大小和方向。
(2)试判断点电荷Q的电性,并确定点电荷Q的位置坐标。
20.(10分) 如图所示为一双线摆,它是由两根等长细绳悬挂一小球而构成的,绳的质量可以忽略。已知两绳长均为了l,绳与水平方向夹角为a,当摆球A垂直于纸面做简谐运动经过平衡位置时,另一个小球B从A球的正上方开始做自由落体运动,且正好打在A球上,则小球B距平衡位置高度h可能为多少?
某同学解法如下:
双线摆在摆动过程中,周期T=2p,A球从平衡位置经过再次回到平衡位置时与B球相碰,则tA==p (1)
B球做自由落体:h=gt2 (2) ; 且tA=tB (3)
解(1)、(2)、(3)式就可以求得h。
你认为上述分析是否正确?如果你认为正确,请完成此题;如果你认为不正确,请指出错误,并给出正确的解答。
19.(8分)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、R0分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。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)。
提供的器材如下:
A.磁敏电阻,无磁场时阻值R0=150 Ω
B.滑动变阻器R,全电阻约20 Ω
C.电流表,量程2.5 mA
D.电压表,量程3 V
E.直流电源E,电动势3 V,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= Ω,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.(7分)用电流传感器和电压传感器等可测干电池的电动势和内电阻。改变电路的外电阻,通过电压传感器和电流传感器测量不同工作状态的端电压和电流,输入计算机,自动生成U−I图线,由图线得出电动势和内阻。
(1)记录数据后,打开“坐标绘图”界面,设x轴为“I2”,y轴为“U1”,点击“ ”,得实验结果如图(1)所示。根据图线显示,拟合直线方程为: ,测得干电池的电动势为_________V,干电池的内电阻为_______Ω。
(2)现有一小灯泡,其U−I特性曲线如图(2)所示,若将此小灯泡接在上述干电池两端,小灯泡的实际功率是多少?(简要写出求解过程;若需作图,可直接画在方格图中)。
17.(6分)用DIS研究机械能守恒定律。将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器,测定摆锤在某一位置的瞬时速度,从而求得摆锤在该位置的动能,同时输入摆锤的高度,求得摆锤在该位置的重力势能,进而研究势能和动能转化时的规律。实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m,已由计算机默认,不必输入。现某位同学要测定摆锤在D点的瞬时速度。其实验装置如图(1)所示,接着他点击“开始记录”,同时让摆锤从图中所示位置释放,计算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对应处,如图(2)。
(1)请指出该同学实验中的错误之处:
(2)图(2)中计算机记录的数据与真实值相比将 (填“偏大”、“偏小”或“仍准确”)
16.(5分,多选题)在“研究共点力的合成”实验中,可减小实验误差的措施有( )
A.两个分力F1、F2间夹角要尽量大些
B.两个分力F1、F2的大小要尽量大些
C.拉橡皮筋时,橡皮筋、细绳和弹簧秤应贴近图板,并且平行于图板
D.实验前,先把所用的两个弹簧秤的钩子相互钩住,平放在桌子上,向相反方向拉动,检查读数是否相同
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