33.(14分)如图甲所示,M、N是水平放置的一对金属板,其中M板中央有一个小孔O,两极板加一电压U。AB是一长4L的轻质绝缘细杆,在杆上等间距为L地固定着5个完全相同的带正电小球,每个小球的电荷量为q、质量为m。现将最下端小球置于O处,然后将AB由静止释放,AB在运动过程中始终保持竖直。当极板电压为U0时,经观察发现,在第2个小球进入电场到第3个小球进入电场这一过程中AB做匀速运动。设两金属板间距足够大,求:
(1)两板间电场强度E;
(2)上述匀速运动过程中速度的大小v1;
(3)第4个小球在O处时速度的大小v2
(4)设第1个小球进入电场到第2个进入电场经历的时间为t0,为了让第2个小球进入电场起AB一直做匀速运动,则电压U随时间t如何变化?请在图乙中画出。
32.(14分)如图(a)所示,半径为r1的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度为B0,磁场方向垂直纸面向里,半径为r2的阻值为R的金属圆环与磁场同心放置,圆环与阻值也为R的电阻R1连结成闭合回路,一金属棒MN与金属环接触良好,棒与导线的电阻不计,
(1)若棒以v0的速率在环上向右匀速滑动,求棒滑过圆环直径的瞬时(如图所示)MN中的电动势和流过R1的电流大小与方向;
(2)撤去中间的金属棒MN,若磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图(b)所示,图线与横、纵轴的截距分别为t0和B0,求0至t0时间内通过电阻R1上的电量q及电阻R1上产生的热量。
31.(12分)如图所示,在动摩擦因素μ=0.2的水平面AB上,水平恒力F推动质量为m=1kg的物体从A点由静止开始作匀加速直线运动,物体到达B点时撤去F,接着又冲上光滑斜面(设经过B点前后速度大小不变),最高能到达C点。用传感器测量物体的瞬时速度,并在表格中记录了部分测量数据。求:
t/s |
0.0 |
0.2 |
0.4 |
… |
2.2 |
2.4 |
2.6 |
… |
v/m•s-1 |
0.0 |
0.4 |
0.8 |
… |
3.0 |
2.0 |
1.0 |
… |
(1)恒力F的大小;
(2)斜面的倾角;
(3)若在A处撤去推力F,给物体一个水平向左的初速度v0,恰能使物体运动到C点,求此初速度v0的大小。
30.(10分)如图所示,一根足够长的两端开口的粗细均匀的直管,竖直插入很大的水银槽中。有个质量不计的横截面积S=1cm2的活塞A,在管中封闭一段长L=10cm的理想气体。开始时A处于静止状态。现在用力F竖直向上缓慢拉动活塞A,不计管壁对A的摩擦。当F=2N时,A再次静止。设整个过程中环境温度不变,外界大气压p0=1.0×105Pa(约为75cmHg),求:
(1)A再次静止时的气体压强p2;
(2)A再次静止时的气体长度L2;
(3)在此过程中活塞A上升的距离h。
29.(6分)为了测定滑块与桌面之间的动摩擦因数,某同学设计了如图所示的实验装置。其中,a是质量为m的滑块(可视为质点),b是可以固定于桌面的滑槽(滑槽末端与桌面相切)。第一次实验时,将滑槽固定于水平桌面的右端,滑槽的末端与桌面的右端M对齐,让滑块a从滑槽上最高点由静止释放滑下,落在水平地面上的P点;第二次实验时,将滑槽固定于水平桌面的左端,测出滑槽的末端N与桌面的右端M的距离为L,让滑块a再次从滑槽上最高点由静止释放滑下,落在水平地面上的P’点。已知当地重力加速度为g,不计空气阻力。
①实验还需要测量的物理量(用文字和字母示): 。
②写出滑块a与桌面间的动摩擦因数的表达式是(用测得的物理量的字母表示):
m= 。
28.(6分)硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用DIS探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系,电路见图甲。图中R0为已知定值电阻。
①若电压传感器2的读数为U0,则I= ;
②实验(一):用一定强度的光照射硅光电池,调节滑动变阻器,通过测量得到该电池的U-I曲线a。见图乙,由此可知电池内阻 (填“是”或“不是”)常数,短路电流为 A ,电动势为 V。
③实验(二):减小实验(一)中光的强度,重复实验,测得U-I曲线b,见图乙。当滑动变阻器的电阻为某值时,在实验(一)中的路端电压为1.5V,则实验(二)中外电路消耗的电功率为_______W。
27.(6分)在探究影响单摆周期的因素的实验中
(1)同学甲有如下操作,请判断是否恰当(填 “是”或“否”)。
①把单摆从平衡位置拉开约5°释放;
②在摆球经过最低点时启动秒表计时;
③把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期。
该同学改进测量方法后,得到的部分测量数据见表。根据表中数据可以初步判断单摆周期随_______的增大而增大。
(2)同学乙实验时,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,设计如图A所示的装置,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图B所示,则该单摆的振动周期为 。若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径一半的另一小球进行实验,则该单摆的周期将 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
26.(6分)下图为“研究电磁感应现象”的实验装置,部分导线已连接。
(1)请用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好。
(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向左偏了一下,然后将原线圈A迅速拔出副线圈B,那么此过程中,电流计的指针将向___偏;若原线圈插入副线圈不动,然后将滑动变阻器滑片迅速向右移动,那么此时电流计的指针将向_____偏。
25.磁悬浮列车的驱动系统简化为如下模型,固定在列车下端的动力绕组可视为一个矩形纯电阻金属框MNPQ,电阻为R,金属框置于xOy平面内,长边MN长为l,平行于y轴,宽为d的NP边平行于x轴,如图1所示。列车轨道沿Ox方向,轨道区域内存在垂直于金属框平面的磁场,磁感应强度B沿Ox方向按正弦规律分布,其空间周期为λ,最大值为B0,如图2所示,金属框同一长边上各处的磁感应强度相同,整个磁场以速度v0沿Ox方向匀速平移。设在短暂时间内,MN、PQ边所在位置的磁感应强度随时间的变化可以忽略,并忽略一切阻力。列车在驱动系统作用下沿Ox方向加速行驶,某时刻速度为v(v<v0)。则列车运行中获得驱动力是_______力,为使列车获得最大驱动力,λ与d之间应满足的关系式是__________________。
24.如图所示,一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与小球B连接,另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连接,杆两端固定且足够长,物块A由静止从图示位置释放后,先沿杆向上运动。设某时刻物块A向上运动的速度大小为vA,轻绳与杆的夹角为θ,则此时小球B运动的速度大小vB为__________。在A上升过程中小球B的机械能的变化情况是_________。(填“一直减小”“一直变大”“一直不变”“先变小后变大”或“先变大后变小”)
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