2．某同學(xué)利用自己設(shè)計(jì)的彈簧彈射器做“驗(yàn)證彈簧彈性勢能Ep=$\frac{1}{2}$kx2（k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量）”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖a所示．水平放置的彈射器將質(zhì)量為m的小球彈射出去，測出小球通過兩個(gè)豎直放置的光電門的時(shí)間間隔為t．用刻度尺測出彈簧的壓縮量為x，甲、乙光電門間距為L，忽略一切阻力．

①小球被彈射出的速度大小v=$\frac{L}{t}$，求得彈簧彈性勢能Ep=$\frac{m{L}^{2}}{2{t}^{2}}$；（用題目中的字母符號(hào)表示）
②該同學(xué)測出多組數(shù)據(jù)，計(jì)算并畫出如圖b所示Ep與x2的關(guān)系圖線，從而驗(yàn)證了它們之間的關(guān)系．根據(jù)圖線求得彈簧的勁度系數(shù)k=200N/m；
③如圖b所示，當(dāng)x2=4×10-4m2時(shí)，彈簧的彈力為4N．
④由于重力作用，小球被彈射出去后運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)向下有所偏轉(zhuǎn)，這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無（填“有”或“無”）影響．

分析 （1）由圖可知，彈簧在小球進(jìn)入光電門之前就恢復(fù)形變，故其彈射速度為通過光電門的水平速度，由此可得速度，再由能量守恒可得彈性勢能
（2）由圖中給的數(shù)據(jù)帶入彈性勢能表達(dá)式可得勁度系數(shù)
（3）由胡克定律可求得彈力大��；
（4）由力作用的獨(dú)立性可知，對(duì)結(jié)果無影響

解答 解：（1）由圖可知，彈簧在小球進(jìn)入光電門之前就恢復(fù)形變，故其彈射速度為通過光電門的水平速度：$v=\frac{L}{t}$，由能量守恒得：
${E}_{p}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{1}{2}×m×（\frac{L}{t}）^{2}=\frac{m{L}^{2}}{2{t}^{2}}$
（2）由圖中數(shù)據(jù)帶入公式：${E}_{P}=\frac{1}{2}k{x}^{2}$，
得：$0.01=\frac{1}{2}×k×1×1{0}^{-4}$，
解得：k=200N/m
（3）由F=kx可得，當(dāng)x=0.02m時(shí)，彈力為：F=200×0.02=4N；
（4）由力作用的獨(dú)立性可知，重力不影響彈力做功的結(jié)果，有沒有重力做功，小球的水平速度不會(huì)變化
故答案為：（1）$\frac{L}{t}$，$\frac{m{L}^{2}}{2{t}^{2}}$；（2）200；（3）4；（4）無

點(diǎn)評(píng) 本題重點(diǎn)是要弄清小球的射出速度就是在光電門間勻速運(yùn)動(dòng)的速度，在由平拋規(guī)律可得結(jié)果．

練習(xí)冊(cè)系列答案
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12．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻波形如圖所示，振幅5cm，從圖示時(shí)刻起經(jīng)0.5s時(shí)間x=2的質(zhì)點(diǎn)P剛好第二次出現(xiàn)波峰，求：
（1）Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間；
（2）P點(diǎn)1.1s時(shí)位移；
（3）P點(diǎn)2s內(nèi)在波的傳播方向上通過的路程．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

13．如圖所示，一個(gè)小球套在固定的傾斜光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧的一端懸掛于O點(diǎn)，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)，將小球沿桿拉到與O點(diǎn)等高的位置由靜止釋放．小球沿桿下滑至O點(diǎn)正下方時(shí)，速度恰好為零．若彈簧始終處于伸長狀態(tài)且在彈性限度內(nèi)，在小球下滑過程中，下列說法正確的是（　�。�
A．當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí)，小球的動(dòng)能最大
B．小球的機(jī)械能一直增加
C．彈簧的彈性勢能先減小后增加
D．重力做功的功率先增加后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．如圖1所示，在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢圖象如圖2中曲線a，b所示，則曲線a、b對(duì)應(yīng)的周期之比為2：3．曲線b表示的交變電動(dòng)勢的有效值為$4\sqrt{2}$V．

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17．據(jù)中新社北京2月26日電，中國軍隊(duì)2013年將舉行近40場軍事演習(xí)，以提高信息化條件下威懾和實(shí)戰(zhàn)能力．若在某次軍事演習(xí)中，某空降兵從懸停在空中的直升飛機(jī)上跳下，從跳離飛機(jī)到落地的過程中沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示，則下列說法正確的是（　�。�
A．0-10s內(nèi)空降兵運(yùn)動(dòng)的加速度越來越大
B．0-10s內(nèi)空降兵和降落傘整體所受重力小于空氣阻力
C．10s-15s內(nèi)空降兵和降落傘整體所受的空氣阻力越來越小
D．10s-15s內(nèi)空降兵處于失重狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．如圖，真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1=+4.0×10-8C和Q2=-1.0×10-8C，分別固定在x坐標(biāo)軸的x=0和x=6cm的位置上．以下說法中正確的是（　�。�
A．x=12cm處電場強(qiáng)度為0
B．x=4cm處電場強(qiáng)度為0
C．x=8cm處電場強(qiáng)度方向沿著x軸正向
D．x=16cm處電場強(qiáng)度方向沿著沿著x軸負(fù)向

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．甲、乙兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室利用圖a所示的電路測定值電阻R0的大小、電源電動(dòng)勢E的大小和內(nèi)電阻r的大�。{(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭使P向某一方向移動(dòng)時(shí)，甲記錄了電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù)，乙記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)，兩人根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖b所示的兩條U-I圖線．

（1）根據(jù)兩人描繪的圖線，可知BD
A．圖線甲是根據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)畫出來的
B．圖線甲是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)畫出來的
C．圖線乙是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)畫出來的
D．圖線乙是根據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)畫出來的
（2）由圖b中兩圖線的交點(diǎn)可以判斷出的物理量與物理含義是BC
A．此狀態(tài)下滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P滑到了最右端
B．此狀態(tài)下電源的輸出功率最大
C．此狀態(tài)下定值電阻R0上消耗的功率為0.5W
D．此狀態(tài)下電源的效率達(dá)到最大值
（3）根據(jù)圖b，可以求出定值電阻R0=2.0Ω，電源電動(dòng)勢E=1.5V，內(nèi)電阻r=1.0Ω．
（4）若上述電路中少了一個(gè)電壓表，仍可用一個(gè)電路同時(shí)測電阻R0阻值和干電池組的電動(dòng)勢E及內(nèi)阻．請(qǐng)你在圖c線框中畫出電路圖，并寫出簡單的實(shí)驗(yàn)步驟和E、r、R0三個(gè)物理量的計(jì)算式．
步驟：①按電路圖連接好電路；
②閉合開關(guān)S，移動(dòng)滑片P使滑動(dòng)變阻器短路，測得兩電表讀數(shù)為U1、I1；
③移動(dòng)滑片P使滑動(dòng)變阻器不短路，測得兩電表讀數(shù)為U2、I2；
④整理器材，數(shù)據(jù)處理．
計(jì)算公式：E=$\frac{{{{{U}_{2}I}_{1}-U}_{1}I}_{2}}{{{I}_{1}-I}_{2}}$r=$\frac{{{U}_{2}-U}_{1}}{{{I}_{1}-I}_{2}}$R0=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$．

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11．為測量某金屬絲的電阻率，某同學(xué)截取了其中的一段，用米尺測出金屬絲的長度為L，用螺旋測微器測得其直徑為D，用多用電表粗測其電阻約為R．

（1）該同學(xué)將米尺的0刻度線與金屬絲的左端對(duì)齊，從圖甲中讀出金屬絲的長度L=191.5mm．
（2）該同學(xué)用螺旋測微器測金屬絲的直徑，從圖2乙中讀出金屬絲的直徑D=0.680mm．
（3）該同學(xué)選擇多用電表“×10”擋粗測金屬絲的電阻，從圖丙中讀出金屬絲的電阻R=220Ω．
（4）接著，該同學(xué)用伏安法盡可能精確地測出該金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬絲的電阻率．實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：
A．直流電源E（電動(dòng)勢4V，內(nèi)阻不計(jì)）
B．電流表A1（量程0～3mA，內(nèi)阻約50Ω）
C．電流表A2（量程0～15mA，內(nèi)阻約30Ω）
D．電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻10KΩ）
E．電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻25kΩ）
F．滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）
G．滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0～2KΩ，允許通過的最大電流0.5A）
H．待測電阻絲Rx，開關(guān)、導(dǎo)線若干
要求較準(zhǔn)確地測出其阻值，電流表應(yīng)選C，電壓表應(yīng)選D，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選F．（用器材前的字母表示即可）
（5）在如圖丁所示的實(shí)物上畫出連線（部分線已畫出）．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．萬有引力定律揭示了天體運(yùn)行規(guī)律與地上物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有內(nèi)在的一致性．用彈簧秤稱量一個(gè)相對(duì)于地球靜止的小物體的重量，隨稱量位置的變化可能會(huì)有不同的結(jié)果．已知地球質(zhì)量為M，自轉(zhuǎn)周期為T，萬有引力常量為G．將地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體，不考慮空氣的影響．設(shè)在地球北極地面稱量時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)是F0．
（1）若在北極上空高出地面h處稱量，彈簧秤讀數(shù)為F1，求比值$\frac{{F}_{1}}{{F}_{0}}$的表達(dá)式，并就h=1.0%R的情形算出具體數(shù)值（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；
（2）若在赤道地面稱量，彈簧秤讀數(shù)為F2，求比值$\frac{{F}_{2}}{{F}_{0}}$的表達(dá)式．

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