A与B、B与C用不可伸长的轻线相连,A与B之间的轻线跨过轻滑轮,A写地面之间用劲度系数为k的轻弹簧连接,物块A、B距滑轮足够远。
若将物块B与C间的轻线剪断,A与B之间的轻线始终处于拉紧状态,且不计一切阻力,则下列说法正确的是
A.剪断轻线瞬间,B的加速度大小为g、方向向上
B.当物块A的速度最大时,下降的距离为
C.物块A下降至最低点时,速度为零,物块A与B处于平衡状态
D.从剪断轻线到物块A下降至最低点过程中,物块A减少的重力势能
等于弹簧增加的弹性势能
第Ⅱ卷(必做129分+选做24分,共153分)
21.(13分)(I)研究小组通过分析、研究发现,弹簧的弹性势能EP与弹簧形变量x的关系为EP=Cxn,其中,C为与弹簧本身性质有关的已知常量;为了进一步探究n的数值,通常采用取对数作函数图象的方法来确定。
为此他们设计了如图所示的实验装置,L型长直平板一端放在水平桌面上,另一端放在木块P上;实验开始时,移动木板P到某一位置,使小车可以在板面上做匀速直线运动。
弹簧一端固定在平板上端,在平板上标出弹簧未形变时另一端位置O,A点处放置一光电门,用光电计时器记录小车的挡光板经过光电门的挡光时间。
(1)某同学建议按以下步骤采集实验数据,
以便作出lgv与lgx的函数图象:
A.用游标卡尺测出小车的挡光板宽度d
B.用天平称出小车的质量m
C.用刻度尺分别测出OA距离L,O点到桌面的高度h1,A点到桌面的高度h2
D.将小车压缩弹簧一段距离,用刻度尺测出弹簧压缩量x;再将小车由静止释放,从光电计时器上读出小车的挡光板经过光电门的挡光时间t
E.改变小车压缩弹簧的压缩量,重复步骤D
根据实验目的,你认为必须的实验步骤是____;
(2)若小车的挡光板宽度为d,经过光电门的挡光时间为t,则小车过A点的速度v=;
(3)取lgv为纵坐标,lgx为横坐标,根据实验数据描点画出,
如图所示的图象。
已知该直线与纵轴交点的坐标为(0,a),
与横轴交点的坐标为(-b,0);由图可知,n=。
(Ⅱ)某实验小组想较精确地测定一个自感系数很大的线圈L的直流
电阻,实验室提供的器材如下:
A.待测线圈L(阻值约为5Ω)
B.电流表A1(量程为0~0.6A,内阻约为0.5Ω)
C.电流表A2(量程为0~3A,内阻约为0.lΩ)
D.电压表V1(量程为0~3V,内阻约为6kΩ)
E.电压表V2(量程为0~15V,内阻约为30kΩ)
F.变阻器R1(阻值变化范围为0~10Ω)
G.变阻器R2(阻值变化范围为0~1kΩ)
H.电池E(电动势约6V,内阻不计)
I.开关两个S1、S2,导线若干
有两位同学分别设计了如图甲、乙所示的电路。
(1)为了使测量的结果尽可能准确,应该选用图所示的电路进行测量,电流表应该选,电压表应该选,滑动变阻器应该选(填“甲”、“乙”、“A”、“B”、“C”、…代号)
(2)用你选择的电路图,测出的阻值真实值(填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)按你选出的电路图,将下图中的器材连接成实验电路(导线尽量不交叉);
(4)某同学实验时,其操作步骤如下:
①按选择的电路图,将实验器材连接成实验电路,滑动变阻器
的滑动触头处在合适的位置;
②合上开关S1、S2,移动滑动变阻器的触头到适当位置,稳定
后,读出电流表和电压表的示数I和U;
③再次移动滑动变阻器的触头到适当位置,稳定后,读出电流、
电压数据;
④重复步骤③,再测量3次;
⑤测量完毕后,先断开开关S1,再断开开关S2,然后拆除实验装置,整理实验器材,使其复原。
上述实验操作中有一步不妥,请指出,并改正之。
。
22.(15分)如图所示,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO′匀速转动,在圆心O正上方固定一水平光滑轨道,轨道右端点O′与转轴的延长线重合。
质量为M=2.0kg、足够长的平板车静止在水平轨道上,右端放有质量m=1.0kg的滑块,滑块可视为质点,滑块与平板车的上表面间的动摩擦因数为μ=0.2。
平板车的上表面距离圆盘的高度为h=0.8m。
某时刻平板车在水平外力F=8N作用下由静止开始向右做匀加速直线运动,当车的右端到达O′点时,平板车被轨道上的锁定装置锁定,立刻停止运动。
滑块从平板车滑离时,圆盘半径OA恰好沿x轴正方向(规定经过O点水平向右为x轴正方向),当滑块落到圆盘上时,刚好落到A点。
取g=10m/s2,滑块与车之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
求:
(1)滑块滑离平板车时,滑块的速度;
(2)圆盘转动的角速度应为多大;
(3)水平外力F对平板车的作用距离;
23.(18分)为了使粒子经过一系列的运动后,又以原来的速率沿相反方向回到原位置O点,设计了如右图所示的电、磁场区域。
左侧为两水平放置的平行金属板,板长均为l,区域I(梯形PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;区域II(三角形APD)内的磁场方向与I内相同,但是大小可以不同;区域III(虚线PD之右、三角形APD之外)的磁场与II内大小相等、方向相反。
已知等边三角形AQC的边长为2l,AC边水平,P、D分别为AQ、AC的中点。
QC边的中点N恰好在下金属板的右端点。
带正电的粒子从平行金属板的中心轴线左端O点水平射入,在电场力作用下从N点以速度v垂直QC射入区域I,再从P点垂直AQ射入区域,又经历一系列运动后,返回O点。
粒子重力忽略不计。
求:
(1)该粒子在O点射入电场时的速度大小;
(2)该粒子的比荷;
(3)该粒子从O点出发,到再次回到O点的整个运动过程所用的时间。
36.(8分)【物理—物理3-3】
(1)关于热现象和热学规律,下列说法中正确的是
A.只要技术可行,物体的温度可降至-274℃
B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C.压缩气体总能使气体的湿度升高
D.控制液面上方饱和汽的体积不变,升高温度,达到平衡后该饱和汽压将增大
(2)如图所示,上端有球形开口、下端封闭的细长玻璃管,下部有长l1=59cm的水银柱,中间封有长l2=5.5cm的空气柱,上部有高度为l3=42cm的水银,此时水银面恰好与管口平齐。
已知大气压强为P0=76cmHg。
如果使玻璃管绕底端在竖直平面内缓慢地转动,求在开口向下时管中空气柱的长度。
封入的气体可视为理想气体,在转动过程中没有漏气,空气柱中的空气没有进入球形部分。
37.(8分)[物理——物理3—4]
(1)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,t=0时刻的波形如图中实线所示,t=0.2s时刻的波形如图中的虚线所示,则此列简谐横波的波速为m/s。
(2)棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30°,直角边BC长度为a;棱镜材料的折射率为
。
在此截面所在的平面内,一条光线以i=60°的入射角按如图所示方向从AC边的中点D射入棱镜,求光线从棱镜内射出的点的位置(不考虑光线在棱镜内的反射)。
38.(8分)【物理一物理3-5】
(1)1938年美国物理学家贝特推测太阳发光来自其内部的热核反应,并提出了“碳循环”理论,因此获得了1967年的诺贝尔物理学奖。
下面就是太阳内部发生的一系列核反应:
其中p为质子,α为α粒子,e+为正电子,v为一种中微子。
已知质子质量mp=1.0073u,α粒子质量mα=4.0015u,正电子质量me=0.0005u。
其中u为原子质量单位,中微子的质量可忽略不计,且lu相当于931.5MeV。
试计算该系列核反应完成后释放的能量为MeV(小数点后保留两位)。
(2)如图所示,人和冰车的总质量为M,另有一个质量为m的坚固木箱。
开始时人坐在冰车上静止不动,某一时刻,人将原来静止在冰面的木箱以相对冰面的速度v0推向前方的弹性挡板,同时冰车反向滑动;木箱与挡板碰撞后又反向弹回。
设木箱碰撞挡板的过程中无机械能损失,人接到木箱后,再以同样相对冰面的速度v0将木箱推向挡板……如此反复多次。
试分析人推木箱多少次后,将不可能再接到木箱?
已知M:
m=31:
2,不计摩擦。