如圖所示虛線框內為某種電磁緩沖車的結構示意圖，在緩沖車的底板上沿車的軸線固定有兩個足夠長的平行絕緣光滑導軌PQ、MN，在緩沖車的底部還安裝有電磁鐵（圖中未畫出），能產生垂直于導軌平面的勻強磁場，磁場的磁感應強度為B．在緩沖車的PQ、MN導軌內有一個由高強度材料制成的緩沖滑塊K，滑塊K可以在導軌上無摩擦地滑動，在滑塊K上繞有閉合矩形線圈abcd，線圈的總電阻為R，匝數為n，ab的邊長為L．緩沖車的質量為m₁（不含滑塊K的質量），滑塊K的質量為m₂．為保證安全，要求緩沖車廂能夠承受的最大水平力（磁場力）為F_m，設緩沖車在光滑的水平面上運動．

（1）如果緩沖車以速度v₀與障礙物碰撞后滑塊K立即停下，請判斷滑塊K的線圈中感應電流的方向，并計算感應電流的大��；
（2）如果緩沖車與障礙物碰撞后滑塊K立即停下，為使緩沖車廂所承受的最大磁場力不超過F_m．求緩沖車運動的最大速度；
（3）如果緩沖車以速速v勻速運動時，在它前進的方向上有一個質量為m₃的靜止物體C，滑塊K與物體C相撞后粘在一起，碰撞時間極短．設m₁=m₂=m₃=m，在cd邊進入磁場之前，緩沖車（包括滑塊K）與物體C已達到相同的速度，求相互作用的整個過程中線圈abcd產生的焦耳熱．

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實驗題
（1）在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學得到一條用打點計時器打出的紙帶．并在其上取了O、A、B、C、D、E、F 6個計數點（每相鄰兩個計數點間還有4個打點計時器打下的點．本圖1中沒有畫出）打點計時器用的是220V、50Hz的交流電源．
①實驗時，在正確安裝好裝置后，把小車放到靠近打點計時器的位置，再先

接通電源

接通電源

后

釋放小車

釋放小車

，使小車運動，而后得到反映小車運動的紙帶．

②利用紙帶的數據可計算得出該物體的加速度a為

0.641

0.641

m/s²；（計算結果保留三位有效數字）
③如果當時電網中交變電流的頻率是f=49Hz，而做實驗的同學并不知道，由此引起的系統誤差將使加速度的測量值比實際值偏

大

大

．（填“大”或“小”）．
（2）用圖3給出的器材，測量一只標有“3V、0.6W”的小燈泡正常發光時的電阻R₁．實驗過程要求盡量減小誤差（滑動變阻器最大阻值為10Ω；電源電動勢為12V，內阻為1Ω；電流表內阻約為1Ω，電壓表的內阻約為10kΩ）．
①電流表應選用的是量程是

0.6

0.6

 A（選填“0.6”或“3”），電壓表應選用的是量程是

3

3

 V（選填“3”或“15”）；
②請將你設計的實驗電路圖，畫在圖2的虛線框中；
③根據②中的電路圖，用筆畫線代替導線，完成右下圖中的實物連接；
④若小燈泡發光較暗時的電阻為R₂，你根據所學的知識可判斷出R₁與R₂的大小關系是R₁

大于

大于

  R₂（選填“大于”、“等于”或“小于”）．

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（1）在某一力學實驗中，打出的紙帶如圖所示，相鄰計數點的時間間隔是T．測出紙帶各計數點之間的距離分別為s₁、s₂、s₃、s₄，為了使由實驗數據計算的結果更精確些，加速度的平均值為a=

 

；打下C點時的速度v_C=

 

．
（2）在“測定某電阻絲的電阻率”實驗中
①用螺旋測微器測量一種電阻值很大的電阻絲直徑，如圖2所示，則電阻絲的直徑是

 

 mm．
②用多用表的歐姆擋粗測電阻絲的阻值，已知此電阻絲的阻值約為20kΩ．
下面給出的操作步驟中，合理的實驗步驟順序是

 

（填寫相應的字母）
a．將兩表筆短接，調節歐姆擋調零旋鈕使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度，而后斷開兩表筆
b．將兩表筆分別連接到被測電阻絲的兩端，讀出阻值后，斷開兩表筆
c．旋轉選擇開關，使其尖端對準歐姆擋的“×1k”擋
d．旋轉選擇開關，使其尖端對準交流500V擋，并拔出兩表筆
③若用電流表和電壓表精確測量此電阻絲的阻值，實驗室提供下列可供選用的器材：
電壓表V（量3V，內阻約50kΩ）
電流表A₁（量程200 μA，內阻約200Ω）
電流表A₂（量程5mA，內阻約20Ω）
電流表A₃（量程0.6A，內阻約1Ω）
滑動變阻器R（最大值500Ω）
電源E（電動勢4.5V，內阻約0.2Ω）
開關S導線
a．在所提供的電流表中應選用

 

（填字母代號）．
b．在虛線框中畫出測電阻的實驗電路．
④根據測得的電阻絲的長度、直徑和阻值，即可求出該電阻絲的電阻率．

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（1）在某一力學實驗中，打出的紙帶如圖所示，相鄰計數點的時間間隔是T．測出紙帶各計數點之間的距離分別為s₁、s₂、s₃、s₄，為了使由實驗數據計算的結果更精確些，加速度的平均值為a=______；打下C點時的速度v_C=______．
（2）在“測定某電阻絲的電阻率”實驗中
①用螺旋測微器測量一種電阻值很大的電阻絲直徑，如圖2所示，則電阻絲的直徑是______ mm．
②用多用表的歐姆擋粗測電阻絲的阻值，已知此電阻絲的阻值約為20kΩ．
下面給出的操作步驟中，合理的實驗步驟順序是______（填寫相應的字母）
a．將兩表筆短接，調節歐姆擋調零旋鈕使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度，而后斷開兩表筆
b．將兩表筆分別連接到被測電阻絲的兩端，讀出阻值后，斷開兩表筆
c．旋轉選擇開關，使其尖端對準歐姆擋的“×1k”擋
d．旋轉選擇開關，使其尖端對準交流500V擋，并拔出兩表筆
③若用電流表和電壓表精確測量此電阻絲的阻值，實驗室提供下列可供選用的器材：
電壓表V（量3V，內阻約50kΩ）
電流表A₁（量程200 μA，內阻約200Ω）
電流表A₂（量程5mA，內阻約20Ω）
電流表A₃（量程0.6A，內阻約1Ω）
滑動變阻器R（最大值500Ω）
電源E（電動勢4.5V，內阻約0.2Ω）
開關S導線
a．在所提供的電流表中應選用______（填字母代號）．
b．在虛線框中畫出測電阻的實驗電路．
④根據測得的電阻絲的長度、直徑和阻值，即可求出該電阻絲的電阻率．

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（1）在某一力學實驗中，打出的紙帶如圖所示，相鄰計數點的時間間隔是T．測出紙帶各計數點之間的距離分別為s₁、s₂、s₃、s₄，為了使由實驗數據計算的結果更精確些，加速度的平均值為a=______；打下C點時的速度v_C=______．
（2）在“測定某電阻絲的電阻率”實驗中
①用螺旋測微器測量一種電阻值很大的電阻絲直徑，如圖2所示，則電阻絲的直徑是______ mm．
②用多用表的歐姆擋粗測電阻絲的阻值，已知此電阻絲的阻值約為20kΩ．
下面給出的操作步驟中，合理的實驗步驟順序是______（填寫相應的字母）
a．將兩表筆短接，調節歐姆擋調零旋鈕使指針對準刻度盤上歐姆擋的零刻度，而后斷開兩表筆
b．將兩表筆分別連接到被測電阻絲的兩端，讀出阻值后，斷開兩表筆
c．旋轉選擇開關，使其尖端對準歐姆擋的“×1k”擋
d．旋轉選擇開關，使其尖端對準交流500V擋，并拔出兩表筆
③若用電流表和電壓表精確測量此電阻絲的阻值，實驗室提供下列可供選用的器材：
電壓表V（量3V，內阻約50kΩ）
電流表A₁（量程200 μA，內阻約200Ω）
電流表A₂（量程5mA，內阻約20Ω）
電流表A₃（量程0.6A，內阻約1Ω）
滑動變阻器R（最大值500Ω）
電源E（電動勢4.5V，內阻約0.2Ω）
開關S導線
a．在所提供的電流表中應選用______（填字母代號）．
b．在虛線框中畫出測電阻的實驗電路．
④根據測得的電阻絲的長度、直徑和阻值，即可求出該電阻絲的電阻率．

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一、選擇題．本題共12小題，每小題3分，共36分．有錯選或不選得零分，選不全得2分

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

答案

C

C

A

ABD

B

BD

B

A

AD

D

ABD

D

二、本題共5小題，共20分．   

13．單分子，V／S  （每空2分）

14．（1）甲    （2）13．872 ~13．874  （每空2分）

15．200N／m，0．2m  （每空2分）

16． 0．86，0．63  （每空2分）

17．（1）只閉合開關S₁,讀出兩只電壓表的示數U₁、U₂；同時閉合開關S₁、S₂后，讀出兩只電壓表的示數為U₁、U₂ （4分）

   （2）  （每空2分）

三、計算題．本題共4小題，共40分。

18．（8分）

      解：人的重量mg=F_l……………………………………1分

       人受的摩擦力F₁=F₂……………………………………1分

       由牛頓第二定律得

       ………………………………1分

       解得a=g（F₁―F₂）／F₁…………………………………2分

       由／………………………………1分

       解得…………………………………2分

19．（10分）

   （1）小孩落到A點時速度方向沿A點切線方向，

       ………………………………1分

       ……………………………1分

       ………………………………1分

       在最低點，據牛頓第二定律，有……………………………2分

       ………………………………1分

       由以上三式解得………………………………1分

20．（10分）

   （1）設小球電荷量為q，質量為m，

                                   ①………………………………1分

                   ②………………………………1分

    由題意知                           ③………………………………1分

    聯立①②③解得：

                                 ④………………………………2分

   （2）再次釋放后，小球進入復合場之后做勻速圓周運動

                                    ⑤………………………………2分

    要使小球不碰撞極板能飛出場區應滿足

                                      ⑥………………………………1分

    聯立①③⑤⑥解得：

                                ⑦………………………………2分

21．（12分）解：（1）達到最大速度時………………………………1分

  ………………………………1分

  ………………………………1分

  ………………………………1分

  由以上幾式解得………………………………1分

   （2） ………………………………1分

  ………………………………1分

  ………………………………1分

  解得………………………………1分

   （3） ………………………………1分

  ………………………………1分

  解得………………………………1分