物理定时作业（24）
姓名： 时间：50分钟。
1. （1）（8分）用打点计时器研究小车做匀变速直线运动的规律。下图给出了小车拖动的纸带上的某一段；已知相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器所用交流电的频率为50hz，则小车的加速度大小为m/s2，打点计时器打3号计数点时小车的速度为m/s。
（计结果保留两位有效数字）
（2）（10分）有两个完全相同，但刻度盘上仅有刻度而没有标度值的电压表，电压表的内阻约为5000。现打算用（1）所示的电路测量它们的内阻，其中：e为电动势12v，内阻可忽略不计的电源；r1是调节范围为0—9999的电阻箱，r2是调节范围为0—1000的滑动变阻器； s为电键。
（1分）闭合电键s之前，滑动变阻器的滑片p应滑到变阻器的端。
填“a”或“b”）
（5分）闭合电键之后，适当调节滑动变阻器滑片p和电阻箱的旋钮，当电阻箱调节成图（2）所示的情景时，两电压表指针的位置如图（3）所示，由此可知，此时电阻箱的阻值为这两个电压表的内阻均为 。
（4分）由各个器材的测量范围和各图所示的情景可知，这两个电压表的量程在下面提供的四个选项中最多不会超过选项最少不会低于选项。
a．6v b．9v c．14v d．18v
2．（16分）如图所示，摩托车运动员从高度h=5m的高台上水平飞出，跨越l=10m的壕沟。摩托车以初速度v0从坡底冲上高台的过程历时t=5s，发动机的功率恒为p=1.8kw。
已知人和车的总质量为m=180kg（可视为质点），忽略一切阻力。取g=10m/s2。
（1）要使摩托车运动员从高台水平飞出刚好越过壕沟，求他离开高台时的速度大小。
（2）欲使摩托车运动员能够飞越壕沟，其初速度v0至少应为多大？
（3）为了保证摩托车运动员的安全，规定飞越壕沟后摩托车着地时的速度不得超过26m/s，那么，摩托车飞离高台时的最大速度vm应为多少？
3．（18分）如图所示，一质量为m的带电小球，用长为l的绝缘细线悬挂在水平向右，场强为e的匀强电场中，静止时悬线与竖直方向成角（<45°）
（1）求小球带何种电性及所带电荷量大小；
（2）如果不改变电场强度的大小而突然将电场的方向变为竖直向下，带电小球将怎样运动？要求说明理由。
（3）电场方向改变后，带电小球的最大速度值是多少？
4．（20分）在质量为m=1kg的小车上，竖直固定着一个质量为m=0.2kg，宽l=0.05m、总电阻r=100的n=100匝矩形线圈。
线圈和小车一起静止在光滑水平面上，如图（1）所示。现有一子弹以v0=110m/s的水平速度射入小车中，并立即与小车（包括线圈）一起运动，速度为v1=10m/s。随后穿过与线圈平面垂直，磁感应强度b=1.
0t的水平有界匀强磁场，方向垂直纸面向里，如图所示。已知子弹射入小车后，小车运动的速度v随车的位移s变化的v － s图象如图（2）所示。求：
（1）子弹的质量m0；
（2）小车的位移s=10cm时线圈中的电流大小i；
（3）**圈进入磁场的过程中通过线圈某一截面的电荷量q；
（4）线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量q。
21．（18分）（1）8.0; 4.1（2）①a端（1分）②2547（2分）；5094（3分）③c；b
22．（16分） （1）摩托车运动员由高台水平飞出后由平抛运动规律：水平方向（2分）
竖直方向（2分）联立得 （2分）
（2） 摩托车运动员由坡底冲上高台，根据动能定理。
2分）将m/s代入到③得m/s （2分）
（3）由机械能守恒定律 （4分）解得24m/s
23．（18分） （1）小球带负电（2分）
设带电小球所带电荷量的大小为q，带电小球受重力mg、电场力f电和细线拉力t，处于平衡状态，有（2分）（4分）
（2）小球竖直平面沿圆弧来回摆动运动。（2分）将电场的方向变为竖直向下时，由于，其重力和电场力的合力方向竖直向下，与悬线的夹角为钝角，由于悬线不能伸长，故小球在竖直平面内沿圆弧来回摆动。（2分，只要叙述正确有理都可给分）
（3）带电小球到最低点时速度最大，设小球的最大速度为vm。小球摆下过程中重力做正功，电场力做负功，由动能定理得 ③（3分）
联立①③式得： （3分）
24．（20分）分析与解： （1）在子弹射入小车的过程中，由子弹、线圈和小车组成的系统动量守恒。有 （2分）解得子弹的质量；（2分）
（2）当s=10cm时，由图象中可知线圈右边切割磁感线的速度2=8m/s（1分）
由闭合电路欧姆定律得线圈中的电流 （2分）
解得 （2分）
（3）由图可知，从s=5cm开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，受安培力作用，小车做减速运动，速度v随位移s减小，当s=15cm时，线圈完全进入磁场，线圈中感应电流消失，小车做匀速运动，因此线圈长s=10cm。（2分） （2分）
解得 （2分）
（4）由图象可知，线圈左边离开磁场时，小车的速度为v=2m/s。线圈进入磁场和离开磁场时，克服安培力做功，线圈的动能减少，转化成电能消耗**圈上产生电热。（1分）
（2分）解得线圈电阻发热量q=63.36j（2分）
物理答卷。姓名。
1.（1）8分。
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