25.(20分)如图所示,光滑水平面上有一系列质量均为m的相同小球,被相同长度的轻绳竖直悬挂,小球均恰好与平面接触但无挤压,一质量为M=2m的滑块以初速度v0从左向右运动。滑块与小球都可以视为质点,二者相碰时没有机能能的损失,各个小球运动时不会相互碰撞。滑块与第一个小球碰撞后,小球到达最高点时,轻绳的拉力大小是重力的45倍。求:
(2)当金属棒速度v=3.2m/s时加速度的大小;
(3)自金属棒滑上导轨至刚好稳定时整个电路中消耗的电能。
24.(18分)位于绝缘水平面上的宽度为L=1m的U形金属导轨,左端串接一电阻R=7.5Ω,金属导轨在外力控制下始终以速度v1=2m/s向右匀速运动,导轨电阻不计。如图所示,虚线PQ右侧区域有重直水平面向上的匀强磁场,磁感应强度B=1T。由于导轨足够长,电阻R始终未进入磁场区域。一质量为m=0.1kg,电阻r=0.5Ω,长度也是L的金属棒,自PQ处以水平向右的初速度v2=4m/s滑上金属导轨,金属棒与导轨间动摩擦因数μ=0.2,且运动过程中始终与导轨垂直接触。金属棒滑上导轨后,经t=0.2s,速度恰好与导轨速度相同,此过程中因摩擦产生热量Q=0.08J。之后,金属棒继续运动,当其速度刚好稳定时,金属棒的总位移s=1.74m。重力加速度g=10m/s2,求:
(1)金属棒最终稳定时速度的大小;
23.(16分)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。下图所示为小球自由下落时的频闪照片,频闪仪每隔0.05s闪光一次,各闪光时刻小球所和的位置在图中已标出(某次闪光时,小球恰好从0位置由静止释放),所标识的数据为小球实际下落高度。
请解答下列问题:
(1)在该照片中选取某些数据,利用两种方法求出当地重力加速度(要求注明所选的数据);
(2)请根据所学知识,再列举一种测量重力加速度的方法,并注明所需测量的物理量,导出重力加速度的表达式。
(3)某同学在实验中得到了多组路端电压和外电阻的数据,对所得数据进行处理后,在坐标纸上做出了如右上图线:
由图线得出:干电池的电动势E= V,内阻r= Ω(结果保留两位有效数字)。
D.电阻箱R1(最大电阻99.9Ω,额定电流1A)
E.滑动变阻器R2(最大电阻20Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器R3(最大电阻200Ω,额定电流1A)
G.电键一个,导线若干
(1)为方便且能较准确地进行测量,电压表应选择 ,电阻箱或滑动变阻器应选择 (填写器材前面的字母)。
(2)请在下面所给方框内,画出利用所选器材测干电池的电动势和内阻的实验电路图。
A.待测干电池(电动势约为1.5V,内阻约为4Ω)
B.电压表V1(量程0~2V,内阻约为2000Ω)
C.电压表V2(量程0~6V,内阻约为6000Ω)
A.若任意选取P1、P2连线的方向和入射点A的位置,都可以在圆弧右侧适当位置处插上第三个大头针,使其同时挡住P1、P2的像
B.如果入射点A恰在玻璃砖圆心处,可不使用大头针P4
C.可以用P1、P2连线作为入射光线,也可以用P4、P3连线作为入射光线
D.为减小误差,P1、P2间距和P3、P4间距应适当大一些
II(12分)在测一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材: