【題目】利用圖示裝置可以做力學(xué)中的許多實驗。
(1)以下說法正確的一項是___。
A.利用此裝置可做“研究勻變速直線運動”的實驗,但必須設(shè)法消除小車和木板間的摩擦阻力的影響
B.利用此裝置可做“驗證機械能守恒定律”的實驗,在平衡小車受到的摩擦力后,小車機械能就守恒了
C.利用此裝置可“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”,在用圖像法處理數(shù)據(jù)時,如果畫出的am關(guān)系圖像不是直線,就可確定加速度與質(zhì)量成反比
D.利用此裝置做“探究動能定理”實驗時,應(yīng)將木板帶打點計時器的一端適當墊高,這樣做的目的是利用小車重力沿斜面的分力補償小車運動中所受阻力的影響
(2)某同學(xué)在利用此裝置“探究加速度a與力F的關(guān)系”時,若要讓運動過程中細線拉力大小盡可能接近鉤碼的重力,應(yīng)滿足的條件是_________________________________________;若不斷增加所掛鉤碼的個數(shù),則隨鉤碼個數(shù)的增加,小車加速度a的值將趨近于________。
【答案】D 鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量 g
【解析】
(1)A.利用此裝置可做“研究勻變速直線運動”的實驗,但不需要平衡摩擦力,故A錯誤;
B.利用此裝置可做“驗證機械能守恒定律”的實驗,在平衡小車受到的摩擦力后,在運動過程中繩對小車做功,所以小車的機械能不守恒,故B錯誤;
C.利用此裝置可“探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系”,在用圖像法處理數(shù)據(jù)時,如果畫出的關(guān)系圖像不是直線,不能確定與成反比,應(yīng)該作出圖線,看否成正比,若成正比,說明與成反比,故C錯誤;
D.利用此裝置做“探究動能定理”實驗時,應(yīng)將木板帶打點計時器的一端適當墊高,這樣做的目的是利用小車重力沿斜面的分力補償小車運動中所受阻力的影響,從而小車受到的合力即為繩子的拉力,故D正確。
(2) 若要讓運動過程中細線拉力大小盡可能接近鉤碼的重力,應(yīng)滿足的條件是:鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量;
對整體分析,根據(jù)牛頓第二定律得:,當鉤碼的質(zhì)量遠遠大于小車的質(zhì)量,趨近于。
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的長木板A靜止在光滑的水平面上,有一質(zhì)量為m的小滑塊B以初速度v0從左側(cè)滑上木板,且恰能滑離木板,滑塊與木板間動摩擦因數(shù)為μ。下列說法中正確的是
A. 若只增大v0,則滑塊滑離木板過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量增加
B. 若只增大M,則滑塊滑離木板過程中木板所受到的沖量減少
C. 若只減小m,則滑塊滑離木板時木板獲得的速度減少
D. 若只減小μ,則滑塊滑離木板過程中滑塊對地的位移減小
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【題目】如圖所示,用粗細均勻的銅導(dǎo)線制成半徑為r、電阻為4R的圓環(huán),PQ為圓環(huán)的直徑,在PQ的左右兩側(cè)均存在垂直圓環(huán)所在平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小均為B,但方向相反。一根長為2r、電阻不計的金屬棒MN繞著圓心O以角速度ω順時針勻速轉(zhuǎn)動,金屬棒與圓環(huán)緊密接觸。下列說法正確的是
A. 金屬棒MN兩端的電壓大小為Bωr2
B. 金屬棒MN中的電流大小為
C. 圖示位置金屬棒中電流方向為從M到N
D. 金屬棒MN在轉(zhuǎn)動一周的過程中電流方向不變
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【題目】電磁炮是利用電磁力對彈體加速的新型武器。某小組用圖示裝置模擬研究電磁炮的原理。間距為0.1m的水平長導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為0.5T,左端所接電池電動勢1.5V、內(nèi)阻0.5Ω。長0.1m、電阻0.1Ω的金屬桿ab靜置在導(dǎo)軌上。閉合開關(guān)S后,桿ab向右運動,在運動過程中受到的阻力恒為0.05N,且始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。導(dǎo)軌電阻不計,則桿ab
A. 先做勻加速直線運動,后做勻速直線運動B. 能達到的最大速度為12m/s
C. 兩端的電壓始終為0.25VD. 達到最大速度時,ab兩端的電壓為1V
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【題目】某同學(xué)通過實驗制作一簡易溫控開關(guān),實驗原理圖如圖所示,當繼電器電流超過10 mA時,銜鐵吸合,加熱器停止加熱,實現(xiàn)溫控。繼電器的電阻約為20 Ω,熱敏電阻與溫度t的關(guān)系如下表所示。
t/℃ | 30.0 | 40.0 | 50.0 | 60.0 | 70.0 | 80.0 |
R/Ω | 199.5 | 145.4 | 108.1 | 81.8 | 62.9 | 49.7 |
(1)提供的實驗器材有:
電源E1(3 V,內(nèi)阻不計)
電源E2(6 V,內(nèi)阻不計)
滑動變阻器R1(0~20 Ω,內(nèi)阻不計)
滑動變阻器R2(0~200 Ω,內(nèi)阻不計)
熱敏電阻Rt
電阻箱(0~999.9 Ω)
開關(guān)S,導(dǎo)線若干
為使該裝置實驗對30~80℃之間任意溫度的控制,電源應(yīng)選______(選填“E1”或“E2”);滑動變阻器選_______(選填“R1”或“R2”)。
(2)欲使熱敏電阻為40℃時銜鐵吸合,下列操作步驟正確的順序是______。
①將熱敏電阻接入電路
②觀察到繼電器的銜鐵被吸合
③斷開開關(guān),將電阻箱從電路中移除
④合上開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值
⑤斷開開關(guān),用變阻箱替換熱敏電阻,將變阻箱電阻調(diào)至145.4 Ω
A.⑤④②③① B.③⑤④②① C.①④⑤②③ D.④⑤②③①
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【題目】如圖所示,真空中M、N處分別放置兩等量異種電荷,a、b、c表示電場中的3條等勢線,d點和e點位于a等勢線上,f點位于c等勢線上,df平行于MN。以下說法正確的是
A. d點的電勢高于f點的電勢
B. d點的電勢與e點的電勢相等
C. 若將一負試探電荷沿直線由d點移動到f點,則電場力先做正功、后做負功
D. 若將一正試探電荷沿直線由d點移動到e點,試探電荷的電勢能增加
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【題目】圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場,三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c,以不同的速率沿著AO方向?qū)蕡A心O射入磁場,其運動軌跡如所示.若帶電粒子只受磁場力的作用,則下列說法正確的是 ( )
A. a粒子速率最大B. c粒子速率最大
C. a粒子在磁場中運動的時間最長D. 它們做圓周運動的周期Ta<Tb<Tc
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【題目】某同學(xué)用如圖1所示裝置通過兩球碰撞來驗證動量守恒定律。實驗時先使m1球從斜槽上某一固定位置S由靜止開始滾下,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡。重復(fù)上述操作10次,得到10個落點痕跡。再把m1球放在水平槽上靠近槽末端的地方,讓m1球仍從位置S由靜止開始滾下,和m2球碰撞后,A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡。重復(fù)這種操作10次,得到了如圖所示的三個落地處.
①請你敘述用什么方法找出落地點的平均位置(_______________)
②對于實驗的操作要求,下列說法正確的是(_____)
A.m1球的質(zhì)量一定大于m2球的質(zhì)量,m1球的半徑可以大于m2球的半徑
B.斜槽軌道必須光滑
C.斜槽軌道末端可以不水平
D.將小球靜止放在的軌道末端看小球是否滾動來檢測斜槽軌道末端是否水平
E. 每次實驗中,m1球必須從同一位置靜止釋放。
F. 本實驗必需使用的器材有刻度尺、天平和秒表
③ 在某次實驗中,測量出兩小球的質(zhì)量分別為m1、m2,MP的長度是L1,ON的長度是L2,則在實驗誤差允許范圍內(nèi),本實驗驗證動量守恒定律的表達式為_________________,即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律。
④如圖2,將氣墊導(dǎo)軌水平放置做“驗證動量守恒定律”實驗。碰撞時難免有能量損失,只有當某個物理量在能量損失較大和損失較小的碰撞中都不變,它才有可能是我們尋找的不變量。
如圖3甲所示,用細線將兩個滑塊拉近,把彈簧壓縮,然后燒斷細線,彈簧彈開后落下,兩個滑塊由靜止向相反方向運動。如圖3乙所示,在兩滑塊相碰的端面裝上彈性碰撞架,可以得到能量損失很小的碰撞。在滑塊的碰撞端貼膠布,可以增大碰撞時的能量損失。如果在兩個滑塊的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥(圖3丙),碰撞時撞針插入橡皮泥中,使兩個滑塊連成一體運動,這樣的碰撞中能量損失很大。
若甲、乙、丙圖中左側(cè)滑塊和右側(cè)滑塊的質(zhì)量都為m,兩遮光片的寬度都為d,光電門記錄的遮光片擋光時間如下表所示。
狀態(tài) | 左側(cè)光電門 | 右側(cè)光電門 | |
甲圖 裝置 | 碰前 | 無 | 無 |
碰后 | T1 | T2 | |
乙圖 裝置 | 碰前 | T3 | 無 |
碰后 | 無 | T4 | |
丙圖 裝置 | 碰前 | T3 | 無 |
碰后 | 無 | T6、T6 |
a.根據(jù)實驗數(shù)據(jù),若采用乙圖裝置,碰后右側(cè)滑塊第一次通過光電門計時裝置記錄的擋光片擋光時間為T4。若采用丙圖裝置,碰后右側(cè)滑塊第一次通過光電門計時裝置記錄的擋光片擋光時間為T6。通過實驗驗證了這兩次碰撞均遵守動量守恒定律,請你判斷T4和T6的關(guān)系應(yīng)為T4________T6(選填“>”、“<”或“=”)。
b.利用圖甲所示的實驗裝置能否測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小__________?如果可以,請根據(jù)實驗中能夠測出的物理量寫出表達式__________。
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【題目】如圖所示,兩根相距為的光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi),并處在方向豎直向下的勻強磁場中,導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。在導(dǎo)軌的左端接入一阻值為的定值電阻,將質(zhì)量為、電阻可忽略不計的金屬棒垂直放置在導(dǎo)軌上。時刻,棒與的距離為,棒運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,不計空氣阻力。
(1)金屬棒以恒定速度向左運動過程中,若從時刻起,所加的勻強磁場的磁感應(yīng)強度從開始逐漸增大時,恰好使回路中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,試從磁通量的角度分析磁感應(yīng)強度的大小隨時間的變化規(guī)律;
(2)若所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度為且保持不變,金屬棒以恒定速度向左運動,試證明拉力做功的功率與電路的總電功率相等。
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