【分析】根据弹簧秤的最小刻度读出F的读数.
根据图示法作出F1和F2,结合平行四边形定则作出合力,得出合力的大小以及F
合
与拉力F的夹角的正切值.
【解答】解:(1)弹簧测力计的最小刻度为0.2N,由图可知,F的大小为4.0N. (2)(i)根据图示法作出力的示意图,根据平行四边形定则得出合力,如图所示.
(ii)用刻度尺量出F合的线段长为20mm,所以F合大小为4.0N,结合图象根据数学几何关系知,F合与拉力F的夹角的正切值为0.05. 故答案为:(1)4.0;(2)4.0,0.05.
【点评】本题考查了力的合成法则及平行四边形定则的应用,掌握弹簧测力计的读数方法,是考查基础知识的好题.
10.(9分)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250 μA,内阻为480Ω.虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别于两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA挡,欧姆×100Ω挡。
第16页(共26页)
(1)图(a)中的A端与 黑 (填“红”或“黑”)色表笔相连接。 (2)关于R6的使用,下列说法正确的是 B (填正确答案标号)。 A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置 B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置
C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置 (3)根据题给条件可得R1+R2= 160 Ω,R4= 880 Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”连接的,则多用电表读数为 1.48mA ;若此时B端是与“3”相连的,则读数为 1.10KΩ ;若此时B端是与“5”相连的,则读数为 2.95V 。(结果均保留3为有效数字)
【分析】(1)明确欧姆表原理,知道内部电源的正极接黑表笔,负极接红表笔; (2)明确电路结构,知道欧姆档中所接滑动变阻器只能进行欧姆调零; (3)根据给出的量程和电路进行分析,再结合串并联电路的规律即可求得各电阻的阻值;
(4)明确电表的量程,确定最小分度,从而得出最终的读数。
【解答】解:(1)根据欧姆表原理可知,内部电源的正极应接黑表笔,这样才能保证在测电阻时电流表中电流“红进黑出”;
(2)由电路图可知,R6只在测量电阻时才接入电路,故其作用只能进行欧姆调零,不能进行机械调零,同时在使用电流档时也不需要时行调节,故B正确;AC错误; 故选:B;
第17页(共26页)
(3)直流电流档分为1mA和2.5mA,由图可知,当接2时应为1mA;根据串并联电路规律可知,R1+R2=总电阻R总=
=120Ω
=
=160Ω;
接4时,为电压档,因串入的电阻较小,故应为量程1V的电压表;此时电流计与R1、R2并联后再与R4串联,即改装后的1mA电流表与R4串联再改装后电压表;
根据串联电路规律可知,R4=
=880Ω;
(4)若与1连接,则量程为2.5mA,读数为1.48mA;
若与3连接,则为欧姆档×100Ω挡,读数为11×100=1100Ω=1.10kΩ; 若与5连接,则量程为5V;故读数为2.95V(2.91﹣2.97均可);
故答案为;(1)黑;(2)B;(3)160;880;(4)1.48mA;1.10kΩ;2.95V。 【点评】本题考查了多用电表读数以及内部原理,要注意明确串并联电路的规律应用,同时掌握读数原则,对多用电表读数时,要先确定电表测的是什么量,然后根据选择开关位置确定电表分度值,最后根据指针位置读数;读数时视线要与电表刻度线垂直。
11.(12分)如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场.在x≥0区域,磁感应强度的大小为B0;x<0区域,磁感应强度的大小为λB0(常数λ>1).一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正向时,求(不计重力)
(1)粒子运动的时间; (2)粒子与O点间的距离.
【分析】(1)由磁感应强度大小得到向心力大小进而得到半径和周期的表达式,
第18页(共26页)
画出粒子运动轨迹图则得到粒子在两磁场中的运动时间,累加即可; (2)由洛伦兹力做向心力,求得粒子运动半径,再由几何条件求得距离. 【解答】解:粒子在磁场中做圆周运动,洛伦兹力做向心力,则有,那么,
,
;
,
(1)粒子运动轨迹如图所示,
则粒子在x≥0磁场区域运动半个周期,在x<0磁场区域运动半个周期; 那么粒子在x≥0磁场区域运动的周期
,
所以,粒子运动的时间(2)粒子与O点间的距离答:(1)粒子运动的时间为(2)粒子与O点间的距离为
; .
;
;
,在x<0磁场区域运动的周期
【点评】带电粒子在匀强磁场中运动,一般由洛伦兹力做向心力,推得粒子运动半径,再根据几何关系求得位移,运动轨迹,运动时间等问题.
12.(20分)如图,两个滑块A和B的质量分别为mA=1kg和mB=5kg,放在静止于水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m=4kg,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A、B两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3m/s.A、B相遇时,A与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10m/s2.求
第19页(共26页)
(1)B与木板相对静止时,木板的速度; (2)A、B开始运动时,两者之间的距离.
【分析】(1)刚开始运动时,根据牛顿第二定律分别求出A、B和木板的加速度大小,结合速度时间公式先求出B与木板共速时的速度以及运动的时间,然后B与木板保持相对静止,根据牛顿第二定律求出B与木板整体的加速度,结合速度时间公式求出三者速度相等经历的时间以及此时的速度.
(2)根据位移公式分别求出B与木板共速时木板和B的位移,从而得出两者的相对位移,得出此时A的位移以及A相对木板的位移大小,再结合位移公式分别求出三者速度相等时,A的位移以及木板的位移,得出A再次相对木板的位移,从而得出A、B开始运动时,两者之间的距离.
【解答】解:(1)对A受力分析,根据牛顿第二定律得:μ1mAg=mAaA 代入数据解得:
,方向向右,
对B分析,根据牛顿第二定律得:μ1mBg=mBaB 代入数据解得:
,方向向左.
对木板分析,根据牛顿第二定律得:μ1mBg﹣μ1mAg﹣μ2(m+mA+mB)g=ma1 代入数据解得:
,方向向右.
当木板与B共速时,有:v=v0﹣aBt1=a1t1, 代入数据解得:t1=0.4s,v=1m/s,
(2)此时B相对木板静止,突变为静摩擦力,A受力不变加速度仍为5m/s2 ,方向向右,
对B与木板受力分析,有:μ1mAg+μ2(m+mA+mB)g=(m+mB)a2 代入数据解得:
,方向向左,
当木板与A共速时有:v′=v﹣a2t2=﹣v+aAt2: 代入数据解得:t2=0.3s,v′=0.5m/s. 当t1=0.4s,
LB板=xB﹣x木=0.8﹣0.2m=0.6m,
第20页(共26页)
,