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【题目】两根足够长的光滑平行金属轨道MN、PQ固定在倾角为θ的绝缘斜面上,相距为L,其电阻不计。长度为L、电阻为R的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上,与轨道接触良好。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。
如图1所示,若在轨道端点M、P之间接有阻值为R的电阻,则导体棒最终以速度v1沿轨道向下匀速运动;如图2所示,若在轨道端点M、P之间接有电动势为E,内阻为R的直流电源,则导体棒ab最终以某一速度沿轨道向上匀速运动。
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(1)求图1导体棒ab最终匀速运动时电流的大小和方向以及导体棒ab两端的电势差;
(2)求图2导体棒ab最终沿轨道向上匀速运动的速度v2;
(3)从微观角度看,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力在能量转化中起着重要作用。我们知道,洛伦兹力对运动电荷不做功。那么,导体棒ab中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢?请以图1导体棒ab最终匀速运动为例,通过计算分析说明。为了方便,可认为导体棒中的自由电荷为正电荷,如图3所示。
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【题目】动能定理描述了力对物体作用在空间上累积的效果,动量定理则描述了力对物体作用在时间上累积的效果,二者是力学中的重要规律。
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(1)如图所示,一个质量为m的物体,初速度为v0,在水平合外力F(恒力)的作用下,运动一段距离x后,速度变为vt。请根据上述情境,利用牛顿第二定律推导动能定理,并写出动能定理表达式中等号两边物理量的物理意义。
(2)在一些公共场合有时可以看到,“气功师”平躺在水平地面上,其腹部上平放着一块大石板,有人用铁锤猛击大石板,石板裂开而人没有受伤。现用下述模型分析探究。
若大石板质量为M=80kg,铁锤质量为m=5kg。铁锤从h1=1.8m高处由静止落下,打在石板上反弹,当反弹达到最大高度h2=0.05m时被拿开。铁锤与石板的作用时间约为t1=0.01s。由于缓冲,石板与“气功师”腹部的作用时间较长,约为t2=0.5s,取重力加速度g=10m/s2。请利用动量定理分析说明石板裂开而人没有受伤的原因。
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【题目】如图所示,设电子刚刚离开金属丝时的速度可忽略不计,经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出。已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场电压为U0。偏转电场可看做匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d,不计电子所受重力。求:
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(1)电子射入偏转电场时初速度
的大小;
(2)电子从偏转电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y;
(3)电子从偏转电场射出时速度的大小和方向。
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【题目】用实验测一电池的内阻r和一待测电阻的阻值Rx.已知电池的电动势约6 V,电池内阻和待测电阻阻值都为数十欧.可选用的实验器材有:
电流表A1(量程0~30 mA);
电流表A2(量程0~100 mA);
电压表V(量程0~6 V);
滑动变阻器R1(阻值0~5 Ω);
滑动变阻器R2(阻值0~300 Ω);
开关S一个,导线若干条.
某同学的实验过程如下:
Ⅰ.设计如图所示的电路图,正确连接电路.
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Ⅱ.将R的阻值调到最大,闭合开关,逐次调小R的阻值,测出多组U和I的值,并记录.以U为纵轴,I为横轴,得到如图所示的图线.
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Ⅲ.断开开关,将Rx改接在B、C之间,A与B直接相连,其他部分保持不变.重复Ⅱ的步骤,得到另一条U-I图线,图线与横轴I的交点坐标为(I0,0),与纵轴U的交点坐标为(0,U0).
回答下列问题:
①电流表应选用______,滑动变阻器应选用______;
②由图中的图线,得电源内阻r=________Ω;
③用I0、U0和r表示待测电阻的关系式Rx=______,代入数值可得Rx;
④若电表为理想电表,Rx接在B、C之间与接在A、B之间,滑动变阻器滑片都从最大阻值位置调到某同一位置,两种情况相比,电流表示数变化范围________,电压表示数变化范围________(填“相同”或“不同”).
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【题目】(1)某同学用如图1所示的装置探究“加速度与力和质量的关系”。
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①该实验开始前需要平衡摩擦力,在平衡摩擦力的时候____________(填“需要”或“不需要”)挂砂桶,_____________ (填“需要”或“不需要”)安装纸带和打开打点计时器;每次改变小车的质量后______________(填“需要”或“不需要”)重新平衡摩擦力。
②实验中打出的一条纸带的一部分如图2所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C,相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时,小车的速度vB=__________m/s。
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③该同学探究“小车的加速度与所受合力的关系”时,通过测量和处理实验数据,得到如图3所示的a–F图线,发现图线不过坐标原点,请分析其原因是:______________________ ;该图线斜率的物理意义是:___________ 。
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【题目】如图所示,MN下方足够大的空间有一长方体玻璃介质,其折射率n=
,玻璃介质在的上边界MN是屏幕,玻璃中有一个正三棱柱的真空区域。三棱柱轴线垂直于纸面,图中竖直截面正三角形的边长18cm,顶点C很靠近屏幕,距离可忽略。底边AB与屏幕平行,一束激光在竖直截面内垂直于AB边射向AC边的中点O,结果在屏幕MN上出现了两个光斑。光在真空中的传播速度c=3×l08 m/s。求:
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①该激光在玻璃介质中传播的速度;
②两个光斑之间的距离。
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【题目】两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L,导轨上垂直放置两根导体棒a和b,俯视图如图甲所示。两根导体棒的质量皆为m,电阻均为R,回路中其余部分的电阻不计,在整个导轨平面内,有磁感应强度大小为B的竖直向上匀强磁场。导体棒与导轨接触良好且均可沿导轨无摩擦地滑行,开始时,两棒均静止,间距为x0,现给导体棒一向右的初速度v0,并开始计时,可得到如图乙所示的v-t图像(v表示两棒的相对速度,即v=va-vb)
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(1)试证明:在0t2时间内,回路产生的焦耳热与磁感应强度B无关;
(2)求t1时刻,棒b的加速度大小;
(3)求t2时刻,两棒之间的距离。
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【题目】某同学用如图(a)所示的实验电路图测量某电源的电动势与内阻,所用的实验器材有:
待测电源:
环形变阻器(总阻值为24欧姆,可360°调节,带有刻度盘):
电流表(量程为0.6A,内阻较小);
开关、导线若干。
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(1)实验中,转动环形变阻器滑片,改变角度θ的值,可对应测得电流,的数值。当θ=60°时,电流表指针偏转如图(b)所示,读数为____A.根据测得的多组数据,以θ为纵坐标,
为横坐标,作
一
图线(用直线拟合)如图(c)所示。
(2)若不计电流表内阻的影响,由图(c)可知:电源的电动势为____V,内阻为___ Ω.(保留两位有效数字)
(3)若考虑电流表的内阻影响,则电源内阻的测量值 ___(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。
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【题目】在探究弹簧的弹性势能实验中,设计了如图实验装置。弹簧的左端固定,小滑块压缩弹 簧后处在O点位置,光电门放置在O点与桌子右边缘的中间位置,弹簧的形变量小于O点到光 电门的距离。滑块释放后,向右运动,从水平桌面的边缘水平抛出,最终落在水平地面上。测 得:桌面高度为y,小滑块(含遮光板)质量为m.遮光板宽度为d,遮光板通过光电门的时间为△t,小滑块离开桌面后的水平位移是x.(重力加速度为g)
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(1)小滑块离开桌面时的速度为________________ ;
(2)释放时,弹簧的弹性势能表达式Ep=____________。(均用题中所给的物理量表示)
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【题目】一列简谐横波沿x轴负方向传播,振幅为A,在t秒与(t+0 2)秒两个时刻波形完全相同,如图所示。图中M、N两质点在t秒时位移均为
A,下列说法中正确的是(______)
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A.该波的波速为可能为3 0m/s
B.(t+0.1)秒时刻,x=lm处的质点位移可能不是零
C.从t秒时刻起,x=1.5m处的质点比x=2.5m的质点后回到平衡位置
D.从t秒时刻起,在质点M第一次到达平衡位置时,质点N恰好到达波谷
E.该列波在传播过程中遇到宽度为d=2m的障碍物时会发生明显的衍射现象
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