24.(20分)如图15所示,固定在上、下两层水平面上的平行金属导轨MNMN′和OPOP′间距都是l,二者之间固定两组竖直半圆形轨道PQMPQM′,两轨道间距也均为l,且PQMPQM′的竖直高度均为4R,两个半圆形轨道的半径均为R。轨道的QQ′端、MM′端的对接狭缝宽度可忽略不计,图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架,能使导轨系统位置固定。将一质量为m的金属杆沿垂直导轨方向放在下层金属导轨的最左端OO′位置,金属杆在与水平成θ角斜向上的恒力作用下沿导轨运动,运动过程中金属杆始终与导轨垂直,且接触良好。当金属杆通过4R距离运动到导轨末端PP′位置时其速度大小vP=4。金属杆和导轨的电阻、金属杆在半圆轨道和上层水平导轨上运动过程中所受的摩擦阻力,以及整个运动过程中所受空气阻力均可忽略不计。

(1)已知金属杆与下层导轨间的动摩擦因数为μ,求金属杆所受恒力F的大小;

(2)金属杆运动到PP′位置时撤去恒力F,金属杆将无碰撞地水平进入第一组半圆轨道PQPQ′,又在对接狭缝QQ′处无碰撞地水平进入第二组半圆形轨道QMQM′的内侧,求金属杆运动到半圆轨道的最高位置MM′时,它对轨道作用力的大小;

(3)若上层水平导轨足够长,其右端连接的定值电阻阻值为r,导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。金属杆由第二组半圆轨道的最高位置MM′处,无碰撞地水平进入上层导轨后,能沿上层导轨滑行。求金属杆在上层导轨上能滑行的最大距离。

22.(18分)

(1)如图9所示为“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置。

①下列说法中不符合本实验要求的是    。(选填选项前面的字母)

A.入射球比靶球质量大或者小均可,但二者的直径必须相同

B.在同一组实验的不同碰撞中,每次入射球必须从同一高度由静止释放

C.安装轨道时,轨道末端必须水平

D.需要使用的测量仪器有天平和刻度尺

②实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点,经多次释放入射球,在记录纸上找到了两球平均落点位置为MPN,并测得它们到O点的距离分别为OMOPON。已知入射球的质量为m1,靶球的质量为m2,如果测得近似等于    ,则认为成功验证了碰撞中的动量守恒。

(2)用一段长为80cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验。

①用多用表粗测电阻丝的电阻,结果如图10所示,由此可知电阻丝电阻的测量值约为_______Ω。

②用螺旋测微器测量金属丝的直径,结果如图11所示,由此可知金属丝直径的测量结果为_______mm。

③在用电压表和电流表测金属丝的电阻时,提供下列供选择的器材:

A.直流电源(电动势约为4.5V,内阻很小)

B.电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)

C.电压表(量程0~15V,内阻约15kΩ)

D.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.125Ω)

E.电流表(量程0~3A,内阻约0.025Ω)

F.滑动变阻器(阻值范围0~15Ω,最大允许电流1A)

G.滑动变阻器(阻值范围0~200Ω,最大允许电流2A)

H.开关、导线。

要求有较高的测量精度,并能测得多组数据,在供选择的器材中,电流表应选择_____,电压表应选择_____,滑动变阻器应选择____。(填字母代号)

④根据上面选择的器材,完成图12中实验电路的连接。

 0  353025  353033  353039  353043  353049  353051  353055  353061  353063  353069  353075  353079  353081  353085  353091  353093  353099  353103  353105  353109  353111  353115  353117  353119  353120  353121  353123  353124  353125  353127  353129  353133  353135  353139  353141  353145  353151  353153  353159  353163  353165  353169  353175  353181  353183  353189  353193  353195  353201  353205  353211  353219  447090 

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