24. (20分)
解:
(1)由图象知12s末导体棒ab的速度为v1=9m/s,在0-12s内的加速度大小为
m/s2=0.75m/s2 (2分)
(2)t1=12s时,导体棒中感应电动势为E1=BLv1 (1分)
感应电流
(1分)
导体棒受到的安培力F1A=BI1L (1分)
即
此时电动机牵引力为
(1分)
由牛顿第二定律得
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(2分)
由图象知17s末导体棒ab的最大速度为v2=10m/s,此时加速度为零,同理有
![]()
(2分)
由①②两式解得
,R=0.4Ω
(2分)
(3)0-12s内,导体棒匀加速运动的位移
m (2分)
12-17s内,导体棒的位移
m (2分)
由能量守恒得
(3分)
|
22.
(16分)某小型娱乐场有“空中抓杆”的娱乐项目:游人从山坡顶端,通过钢索上的滑轮,沿倾斜轨道下滑,如图所示.进入水平轨道后,为使游客制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道末端M点,另一端恰位于水平滑道的始端O点.已知在OM段,滑轮与水平轨道间的动摩擦因数为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g.
设斜坡轨道顶端距水平面高度为h,质量为m的游客从坡道顶端A点由静止滑下,进入水平滑道将弹簧压缩,弹簧的最大压缩量为d,求:
(1)游客滑到O点时的速度大小;
(2)弹簧达到最大压缩量d时的弹性势能;
(3)某游客在速度为零时末及时松手,又被弹簧弹回到坡道上,则它能够上升的最大高度是多少?
|
解得
(2分)
(2)在水平滑道上物块A克服摩擦力所做的功为
(2分)
由能量守恒定律得
(2分)
以上各式联立求解得
(2分)
(3)物块A被弹回的过程中,克服摩擦力所做的功仍为
(2分)
由能量守恒定律得
(2分)
解得物块A能够上升的最大高度为:
(2分)
21.(18分)
(1)在“测定玻璃的折射率”的实验中,选用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃砖,用“插针法”测定某种玻璃的折射率。
实验步骤如下:
a.将木板水平放置,把一张白纸用图钉固定在木板上;
b.在白纸上画出一条直线aa’作为入射界面,过aa’上的一点O画出界面的法线NN’,并画一条线段AO作为入射光线;
c.把矩形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa’对齐,画出玻璃砖的另一边bb’;
d.在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P2档住P1的像。再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4, ,记下P3、P4的位置。
e.移去大头针和玻璃砖,做出出射光线,标出入射角α、折射角β。
①请将步骤d补充完整。
②小明同学按上述步骤进行了实验,记录下5组数据,并计算出不同入射角时玻璃的折射率,如下表所示。
|
组别 项目 |
第1组 |
第2组 |
第3组 |
第4组 |
第5组 |
|
入射角α |
25º |
35º |
45º |
50º |
75º |
|
折射角β |
16º |
22.5º |
28º |
32º |
42º |
|
sinα |
0.423 |
0.574 |
0.707 |
0.766 |
0.966 |
|
sin β |
0.276 |
0.383 |
0.469 |
0.530 |
0.669 |
|
折射率n |
1.533 |
1.499 |
1.506 |
1.446 |
1.443 |
但其中有一组数据是不真实的,李老师给出了该玻璃砖的折射率为n=1.521,arcsin
=0.717(弧度)=41.081º。根据老师给出的数据可以判断,小明同学记录的数据中,不真实的是第 组。
③赵亮同学在找到入射光线和折射光线以后,以入射点O为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO交于C点,与OOˊ交于D点,过C、D两点分别向NNˊ作垂线,交NNˊ于Cˊ、Dˊ, 所以折射率n=
。(用图示中的线段表示)
(2)在 “测定金属的电阻率”的实验中,提供的器材除螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外,还有:
待测粗细均匀的金属丝Rx (阻值约为10Ω)
直流电流表:A1(量程100 mA,内阻为2Ω)
A2(量程400 mA,内阻约为0.3Ω)
直流电压表:V1(量程4V,内阻约为3kΩ)
V2(量程15V,内阻约为12kΩ)
滑动变阻器:R (阻值范围0-10Ω)
电源:E (电动势为3V,内阻约为0.04Ω)
①实验时,用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径,某次测量的情况如图所示,其读数为 mm。
②某同学选择如图(甲)所示的电路图测该金属丝的电阻,为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表 ,电压表 。(填器材的符号)
③选择了正确的器材后,请你根据电路图(甲),用笔画线代替导线,在实物图(乙)上连线。
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|||
|
|||
④若电压表、电流表读数用U、I表示,导线的长度为L,直径为d,用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表示式为ρ= 。
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(1)①使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3及P1、P2的像 (2分)
②5 (2分)
③CC’/DD’ (2分)
(2)①0.900 (2分)
②A2,V1 (各2分)
③实物图连线如图所示 (3分)
④
(3分)
21.(18分)
(1)在“测定玻璃的折射率”的实验中,选用的是入射面和出射面相互平行的矩形玻璃砖,用“插针法”测定某种玻璃的折射率。
实验步骤如下:
a.将木板水平放置,把一张白纸用图钉固定在木板上;
b.在白纸上画出一条直线aa’作为入射界面,过aa’上的一点O画出界面的法线NN’,并画一条线段AO作为入射光线;
c.把矩形玻璃砖放在白纸上,使它的长边跟aa’对齐,画出玻璃砖的另一边bb’;
d.在直线AO上竖直插上两枚大头针P1、P2,透过玻璃砖观察大头针P1、P2的像,调整视线方向,直到P2档住P1的像。再在观察的这一侧插两枚大头针P3、P4, ,记下P3、P4的位置。
e.移去大头针和玻璃砖,做出出射光线,标出入射角α、折射角β。
①请将步骤d补充完整。
②小明同学按上述步骤进行了实验,记录下5组数据,并计算出不同入射角时玻璃的折射率,如下表所示。
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组别 项目 |
第1组 |
第2组 |
第3组 |
第4组 |
第5组 |
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入射角α |
25º |
35º |
45º |
50º |
75º |
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折射角β |
16º |
22.5º |
28º |
32º |
42º |
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sinα |
0.423 |
0.574 |
0.707 |
0.766 |
0.966 |
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sin β |
0.276 |
0.383 |
0.469 |
0.530 |
0.669 |
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折射率n |
1.533 |
1.499 |
1.506 |
1.446 |
1.443 |
但其中有一组数据是不真实的,李老师给出了该玻璃砖的折射率为n=1.521,arcsin
=0.717(弧度)=41.081º。根据老师给出的数据可以判断,小明同学记录的数据中,不真实的是第 组。
③赵亮同学在找到入射光线和折射光线以后,以入射点O为圆心,以任意长为半径画圆,分别与AO交于C点,与OOˊ交于D点,过C、D两点分别向NNˊ作垂线,交NNˊ于Cˊ、Dˊ, 所以折射率n=
。(用图示中的线段表示)
(2)在 “测定金属的电阻率”的实验中,提供的器材除螺旋测微器、米尺、开关和若干导线外,还有:
待测粗细均匀的金属丝Rx (阻值约为10Ω)
直流电流表:A1(量程100 mA,内阻为2Ω)
A2(量程400 mA,内阻约为0.3Ω)
直流电压表:V1(量程4V,内阻约为3kΩ)
V2(量程15V,内阻约为12kΩ)
滑动变阻器:R (阻值范围0-10Ω)
电源:E (电动势为3V,内阻约为0.04Ω)
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①实验时,用螺旋测微器在金属丝三个不同的位置测直径,某次测量的情况如图所示,其读数为 mm。
②某同学选择如图(甲)所示的电路图测该金属丝的电阻,为了调节方便,测量准确,实验中应选用电流表 ,电压表 。(填器材的符号)
③选择了正确的器材后,请你根据电路图(甲),用笔画线代替导线,在实物图(乙)上连线。
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④若电压表、电流表读数用U、I表示,导线的长度为L,直径为d,用上述测得的物理量计算金属丝的电阻率的表示式为ρ= 。
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(1)①使P3挡住P1、P2的像,P4挡住P3及P1、P2的像 (2分)
②5 (2分)
③CC’/DD’ (2分)
(2)①0.900 (2分)
②A2,V1 (各2分)
③实物图连线如图所示 (3分)
④
(3分)