25.(18分)如图所示为某钢铁厂的钢锭传送装置、斜坡长为L=20m,高为h=2m,斜坡上紧排着一排滚筒。长为l=8m、质量为m=1×103kg的钢锭ab放在滚筒上,钢锭与滚筒间的动摩擦因数为μ=0.3,工作时由电动机带动所有滚筒顺时针匀速转动,使钢锭沿斜坡向上移动,滚筒边缘的线速度均为v=4m/s。假设关闭电动机的瞬时所有滚筒立即停止转动,钢锭对滚筒的总压力近似等于钢锭的重力。取当地的重力加速度g=10m/s2。试求:
(1)钢锭从坡底(如图示位置)由静止开始运动,直到b端到达坡顶所需的最短时间。
(2)钢锭从坡底(如图所示)由静止开始运动,直到b端到达坡顶的过程中电动机至少要工作多少时间?
24.(16分)如图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L,导轨的两端分别与电源(串有一滑动变阻器R)、定值电阻和开关K相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,一质量为m,电阻不计的金属棒ab横跨在导轨上。已知电源电动势为E,内阻为r,定值电阻的阻值为R0,不计导轨的电阻。
(1)当K接1时,金属棒ab在磁场中恰好保持静止,求滑动变阻器接入电路的阻值R为多大?
(2)当K接2后,金属棒ab从静止开始下落,下落距离s时达到稳定速度,求该速度的大小;下落s的过程中R0上产生的热量为多少?
③用你所选择的电路进行实验,请简述实验步骤: ;并用所述所测量的符号表示电压表内阻RV= 。
有一同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:
①首先,用多用电表进行粗测:多用电表电阻挡有4个倍率,分别是×1 kΩ、×100Ω、×10Ω、×1Ω。该同学选择×10Ω倍率,用正确的操作方法测量,发现指针偏角太小(相对左端)。为了较准确地进行测量,他又将选择开关拨到了与×10Ω邻近的倍率上,若这时刻度盘上的指针位置如图所示,那么测量结果是 Ω。
②为了更精确地测出此电压表内阻,该同学设计了如下图所示的A、B两实验电路。你认为其中较合理的电路是图 。
B.电流表(量程3A,内阻0.01Ω)
C.定值电阻R0(阻值2kΩ,额定电流50mA)
D.电池组E(电动势略小于3V,内阻不计)
E.多用电表
F.开关S1、S2,导线若干
(2)测量一只量程已知的电压表的内阻,所备器材如下:
A.待测电压表V(量程3V,内阻未知)
23.(11分)(1)在一次课外活动中,某同学用图(a)所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数。已知铁块A的质量m=1kg,金属板B的质量kg。用水平力F向左拉金属板B,使其向左运动,弹簧秤示数的放大情况如图(a)所示,则A、B间的摩擦力= N,A、B间的动摩擦因数μ= 。(g取10m/s2)。该同学还将纸带连接在金属板B的后面,通过打点计时器连续打下一系列的点,测量结果如图(b)所示,图中各计数点间的时间间隔为0.1s,可求得金属板被拉动的加速度a= m/s2.
C.3:2:1 D.
第Ⅱ卷
【必做部分】
A.1:1:1 B.1:2:3