18.(5分)在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡额定电压为2.5V、电流为0.3A。
(1)部分连线的实物照片如图甲所示,请在答题纸上完成实物连接图;
(2)某次实验中,当电流表的示数为0.18A,电压表的指针如图乙所示,则电压为 V, 此时小灯泡的功率是 W;
(3)正确测量获得的伏安特性曲线是下列图象中的 (填字母)。
19.(9分)如图是上海中心大厦,小明乘坐大厦快速电梯,从底层到达第119层观光平台仅用时55s。若电梯先以加速度a1做匀加速运动,达到最大速度18 m/s,然后以最大速度匀速运动,最后以加速度a2做匀减速运动恰好到达观光平台。假定观光平台高度为549m。
(1)若电梯经过20 s匀加速达到最大速度,求加速度a1及上升高度h;
(2)在(1)问中的匀加速上升过程中,若小明的质量为60 kg,求小明对电梯地板的压力;
(3)求电梯匀速运动的时间。
20.(12分)如图所示,装置由一理想弹簧发射器及两个轨道组成。其中轨道I由光滑轨道AB与粗糙直轨道BC平滑连接,高度差分别是hl=0.20m、h2=0.10m,BC水平距离L=1.00m。轨道Ⅱ由AE、螺旋圆形EFG和GB三段光滑轨道平滑连接而成,且A点与F点等高。当弹簧压缩量为d时,恰能使质量m=0.05kg的滑块沿轨道I上升到B点;当弹簧压缩量为2d时,恰能使滑块沿轨道I上升到C点。(已知弹簧弹性势能与压缩量的平方成正比)
(1)当弹簧压缩量为d时,求弹簧的弹性势能及滑块离开弹簧瞬间的速度大小;
(2)求滑块与轨道BC间的动摩擦因数;
(3)当弹簧压缩量为d时,若沿轨道Ⅱ运动,滑块能否上升到B点?请通过计算说明理由。
21.(4分)【加试题】在“用双缝干涉测量光的波长”实验中,选用红色滤光片和间距为0.20mm的双缝,双缝与屏的距离为60Omm。某同学正确操作后,在目镜中看到如图甲所示的干涉条纹。换成紫色滤光片正确操作后,使测量头分划板刻线与第k级暗条纹中心对齐,在目镜中观测到的是图乙中的 (填字母),此时测量头的读数为25.70mm。沿同一方向继续移动测量头使分划板刻线与第k+5级暗条纹中心对齐,此时测量头标尺如图丙所示, 其读数是 mm.紫光的波长等于 nm。
(1)当区域加Ⅱ电场、区域Ⅱ不加磁场时,求能在屏上探测到质子束的外加电场的最大值Emax;
(2)当区域I不加电场、区域Ⅱ加磁场时,求能在屏上探测到质子束的外加磁场的最大值Bmax;
(3)当区域I加电场E小于(1)中的Emax,质子束进入区域Ⅱ和离开区域Ⅱ的位置等高,求区域Ⅱ中的磁场B与区域I中的电场E之间的关系式。
23.(10分)【加试题】某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火箭发射装置,如图所示。竖直固定在绝缘底座上的两根长直光滑导轨,间距为L。导轨间加有垂直导轨平面向单的匀强磁场B。绝缘火箭支撑在导轨间,总质量为m,其中燃料质量为m´,燃料室中的金属棒EF电阻为R,并通过电刷与电阻可忽略的导轨良好接触。
引燃火箭下方的推进剂,迅速推动刚性金属棒CD(电阻可忽略且和导轨接触良好)向上运动,当回路CEFDC面积减少量达到最大值ΔS,用时Δt,此过程激励出强电流,产生电磁推力加速火箭。在Δt时间内,电阻R产生的焦耳热使燃料燃烧形成高温高压气体.当燃烧室下方的可控喷气孔打开后。喷出燃气进一步加速火箭。
(1)求回路在Δt时间内感应电动势的平均值及通过金属棒EF的电荷量,并判断金属棒EF中的感应电流方向;
(2)经Δt时间火箭恰好脱离导轨.求火箭脱离时的速度v0; (不计空气阻力)
(3)火箭脱离导轨时,喷气孔打开,在极短的时间内喷射出质量为m´的燃气,喷出的燃气相对喷气前火箭的速度为u,求喷气后火箭增加的速度Δv。(提示:可选喷气前的火箭为参考系)