（20分）

       如圖所示，P為質(zhì)量為m=1kg的物塊，Q為位于水平地面上的質(zhì)量為M=4kg的特殊平板，平板與地面間的動(dòng)摩因數(shù)μ=0.02。在板上表面的上方，存在一定厚度的“相互作用區(qū)域”，區(qū)域的上邊界為MN。P剛從距高h=5m處由靜止開始自由落下時(shí)，板Q向右運(yùn)動(dòng)的速度為v_o=4m/s。當(dāng)物塊P進(jìn)入相互作用區(qū)域時(shí)，P、Q之間有相互作用的恒力F=kmg，其中Q對(duì)P的作用豎直向上，k=21，F對(duì)P的作用使P剛好不與Q的上表面接觸。在水平方向上，P、Q之間沒(méi)有相互作用力，板Q足夠長(zhǎng)，空氣阻力不計(jì)。

( 取g=10m/s²，以下計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)求：

（1）P第1次落到MN邊界的時(shí)間t和第一次在相互作用區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間T；

（2）P第2次經(jīng)過(guò)MN邊界時(shí)板Q的速度v；

（3）從P第1次經(jīng)過(guò)MN邊界到第2次經(jīng)過(guò)MN邊界的過(guò)程中，P、Q組成系統(tǒng)損失的機(jī)械能△E；

（4）當(dāng)板Q速度為零時(shí)，P一共回到出發(fā)點(diǎn)幾次？

（18分）

1932年美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器，巧妙地利用帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，解決了粒子的加速問(wèn)題�，F(xiàn)在回旋加速器被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和醫(yī)學(xué)設(shè)備中。

某型號(hào)的回旋加速器的工作原理如圖甲所示，圖為俯視圖乙�；匦�加速器的核心部分為D形盒，D形盒裝在真空容器中，整個(gè)裝置放在巨大的電磁鐵兩極之間的強(qiáng)大磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)可以認(rèn)為是勻強(qiáng)在場(chǎng)，且與D形盒盒面垂直。兩盒間狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可以忽略不計(jì)。D形盒半徑為R，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。設(shè)質(zhì)子從粒子源A處時(shí)入加速電場(chǎng)的初速度不計(jì)。質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q。加速器接一定涉率高頻交流電源，其電壓為U。加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。

(1)求質(zhì)子第1次經(jīng)過(guò)狹縫被加速后進(jìn)入D形盒運(yùn)動(dòng)軌道的半徑r₁；

(2)求質(zhì)子從靜止開始加速到出口處所需的時(shí)間t ；

(3)如果使用這臺(tái)回旋加速器加速α粒子，需要進(jìn)行怎樣的改動(dòng)？請(qǐng)寫出必要的分析及推理。

 

（16分）

如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的兩根足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行金屬導(dǎo)軌相距L=1 m。導(dǎo)軌平面與水平面成q＝37°角，下端連接阻值為R的電阻。勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.4T。質(zhì)量為0.2 kg、電阻不計(jì)的金屬棒放在兩導(dǎo)軌上，棒與導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸，它們間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25。金屬棒沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，速度大小為10 m/s。（取g＝10 m/s²，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）。求：

（1）金屬棒沿導(dǎo)軌開始下滑時(shí)的加速度大��；

（2）當(dāng)金屬棒下滑速度達(dá)到穩(wěn)定時(shí)電阻R消耗的功率；

（3）電阻R的阻值。

 

某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究“合外力做功與速度變化的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源再松開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)。小車所受到的拉力F為0.20N，小車的質(zhì)量為200g。

①實(shí)驗(yàn)前，木板左端被墊起一些，使小車在不受拉力作用時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。這樣做的目的是（    ）

A．為了平穩(wěn)摩擦力

B．增大小車下滑的加速度

C．可使得細(xì)繩對(duì)小車做的功等于合外力對(duì)小車做的功

D．可以用質(zhì)量較小的砝碼就可以拉動(dòng)小車，以滿足砝碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的要求

②同學(xué)甲選取一條比較理想的紙帶做分析。小車剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)在紙帶上的點(diǎn)記為起始點(diǎn)O，在點(diǎn)跡清楚段依次選取七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s。測(cè)量起始點(diǎn)O至各計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，計(jì)算計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)小車的瞬時(shí)速度、計(jì)數(shù)點(diǎn)與O點(diǎn)之間的速度平方差、起始點(diǎn)O到計(jì)算點(diǎn)過(guò)程中細(xì)繩對(duì)小車做的功。其中計(jì)數(shù)點(diǎn)D的三項(xiàng)數(shù)據(jù)沒(méi)有計(jì)算，請(qǐng)完成計(jì)算并把結(jié)果填入表格中。

點(diǎn)跡	O	A	B	C	D	E	F	G
x/cm		15.50	21.60	28.61	36.70	45.75	55.75	66.77
v/(m﹒s-1)			0.656	0.755		0.953	1.051
△v 2/(m2﹒s-2)			0.430	0.570		0.908	1.105
W/J			0.0432	0.0572		0.0915	0.112

③以W為縱坐標(biāo)、以△v ²為橫坐標(biāo)在方格紙中作出W---△v ²圖象。B 、C、E、F四點(diǎn)已經(jīng)在圖中描出，請(qǐng)?jiān)趫D中描出D點(diǎn)，并根據(jù)描點(diǎn)合理畫出圖象。

④根據(jù)圖象分析得到的結(jié)論                                    。

⑤同學(xué)乙提出利用上述實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證動(dòng)能定理。如圖所示是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的小車在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶，測(cè)量數(shù)據(jù)已用字母表示在圖中。小車質(zhì)量為m，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T。利用這些數(shù)據(jù)可以驗(yàn)證動(dòng)能定理。

請(qǐng)你判斷這種想法是否可行？如果不行，說(shuō)明理由。如果可行，寫出必要的分析與推理。

 

用多用表的歐姆檔測(cè)量阻值約為幾十kW的電阻R_x，以下給出的是可能的操作步驟：

a．將兩表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆檔調(diào)零旋鈕使指針對(duì)準(zhǔn)刻度盤上歐姆檔的零刻度，斷開兩表筆。

b．將兩表筆分別連接到被測(cè)電阻的兩端，讀出R_x的阻值后，斷開兩表筆。

c．旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，對(duì)準(zhǔn)歐姆檔Í1k的位置。

d．旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，對(duì)準(zhǔn)歐姆檔Í100的位置。

e．旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)，對(duì)準(zhǔn)交流“OFF”檔，并拔出兩表筆。

①請(qǐng)把你認(rèn)為正確的步驟前的字母按合理的順序填寫在橫線上                          。

②根據(jù)右圖所示指針位置，此被測(cè)電阻的阻值約為              Ω。

如圖所示，長(zhǎng)為s的光滑水平面左端為豎直墻壁，右端與半徑為R光滑圓弧軌道相切于B點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球從圓弧軌道上離水平面高為h(h«R)的A點(diǎn)由靜止下滑，運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)與墻壁發(fā)生碰撞，碰撞過(guò)程無(wú)機(jī)械能損失，最終小球又返回A點(diǎn)；之后這一過(guò)程循環(huán)往復(fù)地進(jìn)行下去，則小球運(yùn)動(dòng)的周期為（     ）

A．        B．

C．        D．

 

 示波器是一種常見的電學(xué)儀器，可以在熒光屏上顯示出被檢測(cè)的電壓隨時(shí)間的變化情況。圖甲為示波器的原理結(jié)構(gòu)圖，電子經(jīng)電壓U_o加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)。豎直極板AB間加偏轉(zhuǎn)電壓U_AB、水平極板間CD加偏轉(zhuǎn)電壓U_CD，偏轉(zhuǎn)電壓隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示。則熒光屏上所得的波形是

一質(zhì)點(diǎn)以坐標(biāo)原點(diǎn)O為中心位置在y軸上做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖所示，振動(dòng)在介質(zhì)中產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為1.0m/s。此質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)0.2s后立即停振動(dòng)，再經(jīng)過(guò)0.1s后的波形圖是