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【题目】某小组同学用如图所示的装置来验证动能定理,长木板固定在水平桌面上,其左端与一粗糙曲面平滑连接,木板与曲面连接处固定一光电门,A是光电门的中心位置,滑块P上固定一宽度为d的遮光片。将滑块从曲面的不同高度释放,经过光电门后,在木板上停下来,设停下来的那点为B点。该小组已经测出滑块与木板间的动摩擦因数为、査得当地重力加速度为g。根据本实验的原理和目的回答以下问题:

(1)为了验证动能定理,他们必需测量的物理量有___________

A.滑块释放的高度h

B.遮光片经过光电门时的遮光时间t

C.滑块的质量m

D.A点到B点的距离x

(2)该组同学利用题中已知的物理量和(1)问中必需测量的物理量,只需要验证表达式___________在误差范围内成立即可验证动能定理;

(3)以下因素会给实验结果带来误差的是___________

A.滑块释放时初速度不为零

B.曲面不光滑

C.遮光片的宽度不够小

D.光电门安放在连接处稍偏右的地方

【答案】BD C

【解析】

(1)[1].要验证的是从滑块经过光电门到最后在木板上停止时动能减小量等于摩擦力做功,即

其中

可得

则必须要测量的物理量是:遮光片经过光电门时的遮光时间tA点到B点的距离x,故选BD

(2) [2].由以上分析可知,需要验证表达式在误差范围内成立即可验证动能定理;

(3) [3]A.滑块释放时初速度不为零对实验无影响,选项A错误;

B.曲面不光滑对实验无影响,选项B错误;

C.遮光片的宽度不够小,则测得的滑块经过A点的速度有误差,会给实验结果带来误差,选项C正确;

D.光电门安放在连接处稍偏右的地方对实验无影响,选项D错误;

故选C

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在竖直平面内的直角坐标系xOy中,x轴上方有竖直向下的匀强电场,电场强度大小为 Ex轴下方无电场,但有一半径为R的圆形有界匀强磁场与x轴相切于坐标原点O,磁场的方向垂直于xOy平面向里(图中未画出)。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子,由坐标为(01.5R)的A点无初速度释放,粒子进入磁场后在磁场中恰好运动圆周,粒子所受重力不计,取sin=

(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B

(2)若将该粒子释放位置水平向左移动一段距离L(未知),再无初速度释放,求当L多大时粒子在磁场中运动的时间最长,并求该最长时间和粒子离开磁场时的位置坐标。(不考虑粒子离开磁场后的运动)。

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【题目】如图所示,一不计电阻的导体圆环,半径为r、圆心在O点,过圆心放置一长度为2r、电阻为2R的均匀辐条,辐条与圆环接触良好。现将此装置的一部分置于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中,磁场边界恰好与圆环的直径在同一直线上。现使辐条以角速度ωO点顺时针转动,右侧电路通过电刷与辐条中心和圆环的边缘良好接触,R1=R,右侧为水平放置的足够长的光滑平行导轨,间距为2r,导轨之间有垂直导轨平面向里、磁感应强度大小也为B的匀强磁场,质量为m、电阻为R的导体棒ab垂直放置在导轨上且接触良好,不计其他电阻。

1)若S闭合,S1断开时,求理想电表的示数;

2)若SS1都闭合,求出导体棒ab能够获得的最大速度vm

3)在导体棒ab加速过程中通过的电荷量q

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【题目】某同学设计了利用光电计时器验证机械能守恒定律的实验。其实验步骤如下:

①将量程为L的米尺竖直固定;

②在米尺旁固定一光电门,记录光电门所在位置的刻度L0

③接通电源,将小钢球从光电门正上方且球心所对刻度为L处静止释放;

④从计时器上读出小钢球通过光电门的时间t

(1)该同学要较精确地验证机械能守恒定律,还应需要的器材是__________

A.天平

B.秒表

C.游标卡尺

(2)小钢球从释放至球心到达光电门时下落的高度为__________;该同学使用(1)中选用的器材正确测出所需的物理量为x,当地重力加速度为g,若以上物理量在误差范围内满足关系式________________,则可认为小钢球在下落过程中机械能守恒。

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【题目】绿化工人在街道旁边栽种大树时,为了确保树干不倾斜,需要用铁杆来支撑。通常是用一个铁环紧套在树干上,三根长度不同的铁杆一端均匀分布在固定的铁环上,另一端固定在同一个水平地面上,大树栽好后竖直压在地上,如图所示。由于树刚栽,地面对大树的作用力,除了竖直向上的支持力以外,其它力可以不考虑。则下列说法中正确的是(  )

A.三根铁杆对大树的作用力大小一定相等

B.大树对地面的作用力一定大于自身的重力

C.铁杆对大树的作用力与地面对大树的支持力是一对平衡力

D.铁杆对大树的作用力在水平方向的合力为零

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【题目】如图所示,一内壁光滑的长圆柱形容器,器壁绝热、底面积为S且导热性能良好。初始时开口向上竖直放置。容器内有两个质量均为的绝热活塞AB。在AB之间封有一定质量温度为T0、高度为d的理想气体甲,B与容器底面之间封有一定质量的理想气体乙,平衡时甲、乙两部分气体的体积均相等。现让容器缓慢倒过来开口向下竖直放置,两个活塞再次平衡,此时气体甲的体积变为原来的倍。活塞与器壁间密闭性能好,且无摩擦,外界的温度不变,大气压强为p0,重力加速度取g。求:

①容器开口向下放置时气体甲的温度;

②容器开口向下放置时气体乙的体积。

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【题目】如图所示,相距L的两平行光滑金属导轨间接有两定值电阻,它们的阻值均为。导轨(导轨电阻不计)间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。现有一根质量为、电阻也为的金属棒在恒力的作用下由静止开始运动,运动距离时恰好达到稳定速度。运动过程中金属棒与导轨始终接触良好,则在金属棒由静止开始运动到速度达到稳定的过程中(  )

A.电阻上产生的焦耳热为

B.电阻上产生的焦耳热为

C.通过电阻的电荷量为

D.通过电阻的电荷量为

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【题目】某同学想要测量实验室中某金属丝的电阻率。实验室中除米尺、学生电源、滑动变阻器、螺旋测微器、开关和导线外,还有一个阻值为3.0Ω的定值电阻R0和一只电压表。利用这些器材,该同学设计如下实验进行测量,实验原理如图 1 所示,实验步骤如下:

1)把粗细均匀的平直金属丝接在接线柱ab之间,用米尺测量ab之间的长度 l0.90m。用螺旋测微器测量该金属丝的直径,示数如图2所示,读得其直径D______mm

2)根据实验原理图 1,请你用笔划线代替导线将图 3 所示的实物图连接完整。________

3)闭合开关,将滑动变阻器的滑片置于合适位置,然后调节线夹c的位置,经过多次实验发现:ac段金属丝的长度为0.30m时电压表达到最大值。由此可得金属丝的总电阻R _____Ω

4)根据以上所测数据,可计算出金属丝的电阻率ρ_____Ω·m。(保留两位有效数字)

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A.a棒开始运动时的加速度大小为

B.b棒匀速运动的速度大小为

C.整个过程中通过b棒的电荷量为

D.整个过程中b棒产生的热量为

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