0.05×10mm=0.50mm,所以最终读数为:主尺读数+游标尺读数=16mm+0.50mm=16.50mm;(3)第一种方法计算摆长时漏加了摆球的半径,故求得的重力加速度小于实际值;将已知点连线,使尽可能多的点落在线上,不在线上的均匀分布在线的两侧,误差较大的点予以舍去;图线的斜率,故。
22. (16分)如图所示,光滑金属直轨道MN和PQ固定在同一水平面内,MN、PQ平行且足够长,两轨道间
的宽度L=0.50m。平行轨道左端接一阻值R=0.50Ω的电阻。轨道处于磁感应强度大小B=0.40T,方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。一导体棒ab垂直于轨道放置。导体棒在垂直导体棒且水平向右的外力F作用下向右匀速运动,速度大小v=5.0m/s,导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直。不计轨道和导体棒的电阻,不计空气阻力。求 (1)通过电阻R的电流大小I;
(2)作用在导体棒上的外力大小F; (3)导体棒克服安培力做功的功率。 【答案】见解析
(1)导体棒ab切割磁感线 =1.0V 【3分】
由闭合电路的欧姆定律 【3分】 (2)导体棒ab受到安培力 【2分】
由于导体棒ab匀速运动,满足: 【2分】 所以,作用在导体棒上的外力 【2分】 (3)导体棒克服安培力的功率 【4分】
23. (18分)某品牌汽车在某次测试过程中数据如下表所示,请根据表中数据回答问题。
1500kg 整车行驶质量 额定功率 加速过程 制动过程 75kW 车辆从静止加速到108km/h所需时间为10s 车辆以36km/h行驶时的制动距离为5.0m 已知汽车在水平公路上沿直线行驶时所受阻力f跟行驶速率v和汽车所受重力mg的乘积成正比,
即f=kmgv,其中k=2.0×10-3s/m。取重力加速度g=10m/s2。
(1)若汽车加速过程和制动过程都做匀变速直线运动,求这次测试中
加速过程的加速度大小a1和制动过程的加速度大小a2; (2)求汽车在水平公路上行驶的最大速度vm;
(3)把该汽车改装成同等功率的纯电动汽车,其他参数不变。若电源
功率转化为汽车前进的机械功率的效率η=90%。假设1kW·h电 能的售价为0.50元(人民币),求电动汽车在平直公路上以最大速 度行驶的距离s=100km时所消耗电能的费用。结合此题目,谈谈 你对电动汽车的看法。
【答案】见解析
(1)加速过程的加速度大小 【3分】
制动过程满足: 【2分】 解得加速度大小 【1分】
(2)当汽车的速度达到最大时,汽车受到牵引力与阻力相等。满足: ,即 【3分】
解得:vm=50m/s 【3分】
(3)以最大速度行驶过程中,克服阻力所做的功
【2分】 代入数据,解得: 【1分】 消耗电能 【1分】
所以,以最大速度行驶100km的费用
【1分】
可以从行驶费用、环保和减排等角度说明。 【1分】
24. (20分)如图1所示,以O点为坐标原点,沿水平地面向右建立x轴;线段OA、AB、BC的长度均为
x0。在x轴附近有垂直纸面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的电场,电场强度大小E随x的变化关系如图2所示(图1中未画出)。物体甲和乙的质量均为m,甲带的电荷量为+q,乙是不带电的绝缘体。物体甲从O点由静止释放,物体乙静止在水平地面上的A点。物体甲经过加速后,在A点与物体乙相撞,不计碰撞过程中损失的机械能,整个过程中物体甲的电荷量保持不变。不计一切摩擦,重力加速度为g。
(1)求两物体在A点碰撞前的瞬间,物块甲的速度大小v; (2)求物体甲从A点运动到C点过程中两物体间的最大距离s;
(3)若两物体相撞前的瞬间,物体甲对地面的压力刚好等于其重力的一半。求在C处物体甲对地面的压力与自身重力的比值k。
【答案】见解析 (1)根据动能定理
【3分】
解得: ① 【3分】
(2)设碰撞后甲的速度为v1,乙的速度为v2;碰撞过程中,对甲和乙组成的系统:
根据动量守恒定律
② 【1分】
根据机械能守恒定律
③ 【1分】
由②、③式解得:v1=0 【1分】
v2=v 【1分】
当甲乙相距最远时,甲乙速度相等,即。显然,当物体甲运动到B点时,两物体速度相等,距离最大。 【1分】
从碰后至此时,物体甲的位移为=x0 【1分】 物体乙的位移为=2x0 【1分】 甲乙间距离 【1分】 (3)设在C处甲物体的速度为vc
由图像面积可知,A、C间的电势差
从A至C,对物体甲,根据动能定理
③ 【2分】
由③式解得: ④ 【1分】
在A点碰撞前的瞬间,对甲进行受力分析,满足:
⑤ 【1分】 在C点,对甲进行受力分析,满足:
⑥ 【1分】 将、 ①式和④式分别代入⑤、⑥两式, 解得:
由牛顿第三定律知,物体甲对地面的压力等于地面对物体甲的支持力, 所以,
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