【题目】(12分)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图所示的装置,打点计时器的打点频率为50Hz。
(1)该同学得到一条纸带,在纸带上取连续的六个点,如图所示,相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm,则打E点时小车的速度为 m/s, 打A、F两点的过程中小车的平均速度为 m/s,小车的加速度为 m/s2。
(2)该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系,应该保持拉力不变;得到多组数据后他应描给的图象是 (填)
(3)该同学通过数据的处理作出了a —F图象,如图所示,则
①图中的直线不过原点的原因是 。
②此图中直线发生弯曲的原因是 。
【答案】(1)(2)(3)平衡摩擦力时,角度过大;沙和沙桶的质量过大;
【解析】试题分析:(1)做匀变速直线运动的物体在一段时间内的中间时刻速度等于该段过程中的平均速度,故,
打A、F两点的过程中小车的平均速度为
根据逐差法可得:
(2)直线是最能直观,方便的描出处两个量之间的关系问题的,所以我们在描述图像时尽量采用直线,故本实验中需要用图像
(3)由图象可知小车的拉力为0时,小车的加速度大于0,说明合外力大于0,说明平衡摩擦力过度,该实验中当小车的质量远大于钩码质量时,才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小,随着F的增大,即随着钩码质量增大,逐渐的钩码质量不再比小车质量小的多,因此会出现较大误差,图象会产生偏折现象,
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【题目】如图,一长为10cm的金属棒ab用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里,弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘,金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连,电路总电阻为2Ω,已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm,闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,重力加速度大小取10m/s2,判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量.
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【题目】在如图所示的电路中,灯泡L的电阻大于电源的内阻r,闭合电键S,将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后,下列结论正确的是( )
A. 灯泡L变亮
B. 电流表读数变小,电压表读数变大
C. 电源的输出功率变小
D. 电容器C上电荷量减少
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【题目】如图所示,O点有一粒子源,在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,它们的速度大小相等、速度方向均在xOy平面内.在直线x=a与x=2a之间存在垂直于xOy平面向外的磁感应强度为B的匀强磁场,与y轴正方向成60°角发射的粒子恰好垂直于磁场右边界射出.不计粒子的重力和粒子间的相互作用力.关于这些粒子的运动,下列说法正确的是( )
A. 粒子的速度大小为 B. 粒子的速度大小为
C. 与y轴正方向成120°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长 D. 与y轴正方向成90°角射出的粒子在磁场中运动的时间最长
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【题目】电磁弹射技术是一种新兴的直线推进技术,适宜于短行程发射大载荷,在军事、民用和工业领域具有广泛应用前景。我国已成功研制出用于航空母舰舰载机起飞的电磁弹射器。它由发电机、直线电机、强迫储能装置和控制系统等部分组成。
电磁弹射器可以简化为如图所示的装置以说明其基本原理。电源和一对足够长平行金属导轨M、N分别通过单刀双掷开关K与电容器相连。电源的电动势E=10V,内阻不计。两条足够长的导轨相距L=0.1m且水平放置,处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面且竖直向下,电容器的电容C=10F。现将一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属滑块垂直放置于导轨的滑槽内,分别与两导轨良好接触。将开关K置于a使电容器充电,充电结束后,再将开关K置于b,金属滑块会在电磁力的驱动下运动,不计导轨和电路其他部分的电阻,且忽略金属滑块运动过程中的一切阻力,不计电容充放电过程中该装置向外辐射的电磁能量及导轨中电流产生的磁场对滑块的作用。
(1)在电容器放电过程中,金属滑块两端电压与电容器两极间电压始终相等。求在开关K置于b瞬间,金属滑块的加速度的大小a;
(2)求金属滑块最大速度v;
(3)a.电容器是一种储能装置,当电容两极间电压为U时,它所储存的电能A=CU2/2。求金属滑块在运动过程中产生的焦耳热Q;
b.金属滑块在运动时会产生反电动势,使金属滑块中大量定向运动的自由电子又受到一个阻力作用。请分析并计算在金属滑块运动过程中这个阻力所做的总功W。
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【题目】如图所示,物体A和B的质量均为m,且分别用轻绳连接跨过定滑轮(不计绳子与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)。当用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中( )
A.物体A也做匀速直线运动
B.绳子拉力始终大于物体A所受的重力
C.物体A的速度小于物体B的速度
D.地面对物体B的支持力逐渐增大
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【题目】如图所示,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段半径为R,圆心为O(图中未画出)的固定圆弧上,一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一质量为M的小物块。平衡时,a、b间的距离记为L,M的悬挂点叫做c,不计所有摩擦,下列说法正确的是( )
A. 平衡时,c的位置一定在圆心O的上方
B. 平衡时,若L=1.2R,则M=0.56m
C. 平衡时,若L=R,则
D. 平衡时,若L越大,则M与m的比值越大
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【题目】现有一特殊电池,它的电动势E约为9V,内阻r约为40Ω,已知该电池允许输出的最大电流为50mA.为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验,图中电流表的内阻RA已经测出,阻值为5Ω,R为电阻箱,阻值范围0~999.9Ω,R0为定值电阻,对电路起保护作用.
(1)实验室备有的定值电阻R0有以下几种规格:
A.10Ω B.50Ω C.150Ω D.500Ω
本实验选用哪一种规格的定值电阻最好?答:
(2)该同学接入符合要求的R0后,闭合开关K,调整电阻箱的阻值,读取电流表的示数,记录多组数据,作出了图乙所示的图线,则根据该同学作出的图线可求得该电池的电动势E= V,内阻r= Ω
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【题目】(1)电磁打点计时器使用的电源应是_____________(填“交流4-6V”或“交流220V”),实验室使用我国民用电(频率50Hz)时,如果每相邻的计数点间还有4个点未标出则相邻两个计数点的时间间隔为__________秒。
(2)在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,并取其中的A、B、C….七个点进行研究,这七个点和刻度尺标度的对应的如图所示
可求出A点到D点的距离是_________cm。
(3)由实验数据可得A点到D点的平均速度是_____m/s;B点的瞬时速度是_______m/s(结果保留两位有效数字)
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