【题目】利用DIS(数字化信息处理系统)探究手摇发电机(如图所示)的线圈产生的交变电流.
实验步骤如下:
①将电压传感器接入数据采集器;
②电压传感器的测量夹与发电机的输出端并联;
③点击“数据采集设置”设定“采样点时间间隔”;
④缓慢摇动发电机的手柄,观察工作界面上的信号.
(1)屏上出现的电压波形如图所示,从图中可以看出,手摇发电机产生的电压波形不是正弦波,其原因可能有________
A、转子不是在匀强磁场中转动
B、手摇动发电机的转速不均匀
C、线圈的电阻不稳定
(2)研究交变电流的波形,发现在用手摇动发电机手柄的2 min内屏上出现了61个向上的“尖峰”,则交变电流的平均周期为____________.如果发电机手摇大轮的半径是转子小轮半径的2倍,则手摇大轮转动的平均角速度为__________.
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【题目】如图所示,质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上.质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端,现用一水平恒力F作用在小物块上,使小物块从静止幵始做匀加速直线运动.小物块和小车之间的摩擦力为f,小物块滑到小车的最右端时,小物块运动的距离为x.在这个过程中,以下结论正确的是( )
A. 小物块到达小车最右端时具有的动能为(F-f)(L+x)
B. 小物块到达小车最右端时,小车具有的动能为fx
C. 小物块克服摩擦力所做的功为fx
D. 小物块和小车增加的总动能为Fx-fL
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【题目】冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆,公转周期为T0,其近日点到太阳的距离为a,远日点到太阳的距离为b,半短轴的长度为c,A、B、C、D分别为长短轴的端点,如图所示.忽略其他行星对它的影响则( )
A. 冥王星从A→B→C的过程中,速率逐渐变大
B. 冥王星从A→B→C的过程中,速率逐渐变小
C. 冥王星从A→B所用的时间等于
D. 冥王星从A→B所用的时间小于
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【题目】如图所示,两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨自身的电阻不计,磁场方向垂直于斜面向上,质量为m、电阻不计的金属棒ab在沿着斜面、与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑h高度,在此过程中 ( )
A. 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于零
B. 作用于金属棒上的各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和
C. 恒力F与安培力的合力所的功等于零
D. 恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热
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【题目】某同学在家里做“验证机械能守恒定律”的实验,他设计的实验装置如图所示,用细线的一端系住一个较重的小铁锁(可看成质点),另一端缠系在一支笔上,将笔放在水平桌面的边上,用较重的书压住。将铁锁拉至与桌面等高处(细线拉直),然后自由释放。在笔的正下方某合适位置放一小刀,铁锁经过时,细线立即被割断,铁锁继续向前运动,落在水平地面上。测得水平桌面高度为h,笔到铁锁的距离为l,笔到铁锁落地的水平距离为s。若满足s2=___________(用l、h表示),即可验证铁锁从释放至运动到笔的正下方的过程中机械能守恒。
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【题目】弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。某种弹跳杆的结构如图甲所示,一根弹簧套在T型跳杆上,弹簧的下端固定在跳杆的底部,上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部。一质量为M的小孩站在该种弹跳杆的脚踏板上,当他和跳杆处于竖直静止状态时,弹簧的压缩量为x0。从此刻起小孩做了一系列预备动作,使弹簧达到最大压缩量3x0,如图乙(a)所示;此后他开始进入正式的运动阶段。在正式运动阶段,小孩先保持稳定姿态竖直上升,在弹簧恢复原长时,小孩抓住跳杆,使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度,如图乙(b)所示;紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度,如图乙(c)所示;然后自由下落。跳杆下端触地(不反弹)的同时小孩采取动作,使弹簧最大压缩量再次达到3x0;此后又保持稳定姿态竖直上升,……,重复上述过程。小孩运动的全过程中弹簧始终处于弹性限度内。已知跳杆的质量为m,重力加速度为g。空气阻力、弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计。
(1)求弹跳杆中弹簧的劲度系数k,并在图丙中画出该弹簧弹力F的大小随弹簧压缩量x变化的示意图;
(2)借助弹簧弹力的大小F随弹簧压缩量x变化的F-x图像可以确定弹力做功的规律,在此基础上,求在图乙所示的过程中,小孩上升到弹簧原长时的速率;
(3)求在图乙所示的过程中,弹跳杆下端离地的最大高度。
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【题目】如图所示,一个少年脚踩滑板沿倾斜街梯扶手从A点由静止滑下,经过一段时间后从C点沿水平方向飞出,落在倾斜街梯扶手上的D点。已知C点是一段倾斜街梯扶手的起点,倾斜的街梯扶手与水平面的夹角θ= 37°,CD间的距离s=3.0m,少年的质量m=60kg。滑板及少年均可视为质点,不计空气阻力。取sin37° = 0.60,cos37° = 0.80,重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)少年从C点水平飞出到落在倾斜街梯扶手上D点所用的时间t;
(2)少年从C点水平飞出时的速度大小vC;
(3)少年落到D点时的动能Ek。
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【题目】在距河面高度h=20 m的岸上有人用长绳拴住一条小船,开始时绳与水面的夹角为30°,人以恒定的速率v=3 m/s拉绳,使小船靠岸,那么( )
A. 5 s时绳与水面的夹角为60°
B. 5 s后小船前进了15 m
C. 5 s时小船的速率为4 m/s
D. 5 s时小船到岸边的距离为15 m
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【题目】电视机的显像管中电子束的偏转是应用磁偏转技术实现的。如左图所示为显像管的原理示意图。显像管中有一个电子枪,工作时阴极发射的电子(速度很小,可视为零)经过加速电场加速后,穿过以O点为圆心、半径为r的圆形磁场区域(磁场方向垂直于纸面),撞击到荧光屏上使荧光屏发光。
已知电子质量为m,电荷量为e,加速电场的电压为U,在没有磁场时电子束通过O点打在荧光屏正中央的M点,OM间距离为S。电子所受的重力、电子间的相互作用力均可忽略不计,也不考虑磁场变化所激发的电场对电子束的作用。由于电子经过加速电场后速度很大,同一电子在穿过磁场的过程中可认为磁场不变。
(1)求电子束经偏转磁场后打到荧光屏上时的速率;
(2)若磁感应强度B随时间变化关系如下图所示,其中 ,求电子束打在荧光屏上发光所形成的“亮线”长度。
(3)若其它条件不变,只撤去磁场,利用电场使电子束发生偏转。把正弦交变电压加在一对水平放置的矩形平行板电极上,板间区域有边界理想的匀强电场。电场中心仍位于O点,电场方向垂直于OM。为了使电子束打在荧光屏上发光所形成的“亮线”长度与(2)中相同,问:极板间正弦交变电压的最大值Um、极板长度L、极板间距离d之间需要满足什么关系?(由于电子的速度很大,交变电压周期较大,同一电子穿过电场的过程可认为电场没有变化,是稳定的匀强电场)
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