16.(17分)如圖所示,在xOy 坐標(biāo)系內(nèi)有垂直紙面向外的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng), 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.在t =0 時(shí)刻有兩個(gè)粒子N、P分別從坐標(biāo)原點(diǎn)O及坐標(biāo)( L,0)點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng).N粒子帶正電,電量為q,質(zhì)量為m,速度大小為vn 、方向?yàn)樵?i>xOy 平面內(nèi)的所有可能的方向;P粒子不帶電,其速度大小為vP 。方向?yàn)樵?i>xOy 平面內(nèi)且與x 軸的負(fù)方向的夾角為q .兩粒子所受的重力不計(jì).
(1)對(duì)于Vn有一臨界值v,當(dāng)vn <v 時(shí),兩個(gè)粒子不可能相遇,求臨界值可的大;
(2)若兩個(gè)粒子相遇的位置在y軸上,且已知q =30 o , L =m,m =6.4 ×10 -27 kg ,
q =3.2×10-19 C ,vn =1.15 p×107m/s , vP =3×106 m/s .求vn 的方向與y 軸正方向的夾角β
15.(16分)一足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以恒定的速度運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將質(zhì)量為M =2.0kg 的小物塊拋上傳送帶,如圖a所示.地面觀察者記錄了小物塊拋上傳送帶后0-6 s內(nèi)的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系,如圖b所示(取向右運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?, g 取10m/s2 .
(1)指出傳送帶速度的大小和方向;
(2)計(jì)算物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ
(3)計(jì)算0-6s內(nèi)傳送帶對(duì)小物塊做的功.
(4)計(jì)算0-6s內(nèi)由于物塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量.
14.(13分)足夠長(zhǎng)且電阻不計(jì)的金屬光滑導(dǎo)軌MN、PQ水平放置,導(dǎo)軌間距為d, M、P兩點(diǎn)間接有阻值為R的電阻,建立平面直角坐標(biāo)系,坐標(biāo)軸x, y分別與PQ、PM重合,如圖所示.空間存在垂直導(dǎo)軌平面且范圍足夠大的磁場(chǎng),磁場(chǎng)沿x軸的分布規(guī)律為,其中B0 、l 為常數(shù),以豎直向下方向?yàn)?i>B 的正方向.一根電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒AB垂直導(dǎo)軌放置,在與棒垂直的水平外力F的作用下從非?拷y軸的位置以速度v 勻速向x 軸的正方向運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中,棒始終與導(dǎo)軌垂直.求:
(1)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到哪些位置,回路中的電流達(dá)到最大值;
(2)隨時(shí)間t的變化關(guān)系;
(3)的過程中,電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.
13.(13分)如圖所示,質(zhì)量為m = 10kg 的小車,靜止在光滑的水平地面上,車長(zhǎng)為L0 = 1m , 小車高度不計(jì),F(xiàn)給小車施加一個(gè)水平向右的恒力F,使小車向右做勻加速運(yùn)動(dòng).與此同時(shí),在距離小車正前方S 0 = 4m 的正上方H = 5m 高處,將一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球以v0 = 1m/s 的速度水平向右拋出.如要使小球能落到小車上,求恒力F 的取值范圍.(空力不計(jì), g 取10m/s2)
12.(12分)“神舟七號(hào)”返回艙可利用降落傘系統(tǒng)和緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)降低著陸階段的下降速度.已知返回艙的質(zhì)量為M,降落傘的質(zhì)量為m,忽略返回艙受到的空氣阻力及浮力,返回艙著陸階段可認(rèn)為是豎直降落的.
(1)假設(shè)降落傘打開后,降落傘受到空氣阻力的大小與返回艙下降速度的二次方成正比,比例系數(shù)為k.由于空氣阻力對(duì)降落傘的作用,可以使返回艙在離開地面比較高的地方就成為勻速下降的狀態(tài),求勻速下降的速度v.
(2)當(dāng)勻速下降到離開地面高度為h的時(shí)候,返回艙自動(dòng)割斷傘繩,啟動(dòng)緩沖發(fā)動(dòng)機(jī),使返回艙獲得一個(gè)豎直向上的恒定推力F,返回艙開始減速下降,下降過程中可認(rèn)為返回艙的質(zhì)量不變.當(dāng)返回艙著陸時(shí)關(guān)閉緩沖發(fā)動(dòng)機(jī),此時(shí)返回艙的速度減為v ' ,求緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)推力F 的大小。
11.(10分)為了測(cè)定一個(gè)定值電阻的阻值,某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn).電源電動(dòng)勢(shì)為E(大小未知)、內(nèi)阻不計(jì),R為待測(cè)電阻,R ' 為電阻箱,電壓表的內(nèi)阻非常大.實(shí)驗(yàn)時(shí),改變R ' 的值,記下對(duì)應(yīng)的電壓表0所示的電壓U的值,從而得到若干組R ' 、U的數(shù)據(jù),然后通過作出有關(guān)物理量的線性圖像,即可求得R的阻值.
(a) (b)
(1)請(qǐng)寫出與你所作線性圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式 .
(2)請(qǐng)?jiān)趫D(b)所示虛線框內(nèi)的坐標(biāo)系中作出定性圖像(要求標(biāo)明兩個(gè)坐標(biāo)軸所代表的物理量,用符號(hào)表示).
(3)若該線性圖像的縱軸截距為b,斜率為k,則電阻R的表達(dá)式為R= .
10.(8分)某同學(xué)用如圖所示裝置做探究“彈簧伸長(zhǎng)和所受拉力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn).他先在彈簧下端掛上一個(gè)鉤碼,然后逐個(gè)增加鉤碼,測(cè)出彈簧下端指針對(duì)應(yīng)所指的標(biāo)尺刻度,所得數(shù)據(jù)列表如下:
鉤碼重G/N |
1.00 |
2.00 |
3.00 |
4.00 |
5.00 |
標(biāo)尺刻度x/l0-2m |
22.94 |
26.82 |
31.78 |
34.66 |
38.60 |
(1)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù),該同學(xué)已在坐標(biāo)上描出了相應(yīng)的點(diǎn),如右圖所示.請(qǐng)你在坐標(biāo)上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度與鉤碼重的關(guān)系曲線.
(2)根據(jù)關(guān)系曲線可確定:
彈簧伸長(zhǎng)與所受拉力成 關(guān)系.這根彈簧的勁度系數(shù)為 N/m,原長(zhǎng)為 cm。
9.如圖所示,閉合開關(guān)S,電路處于穩(wěn)定狀態(tài).若突然斷開開關(guān)S,則在開關(guān)S斷開瞬間