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20.如图所示,轻质弹簧的上端悬挂在天花板上,弹簧的下端拴一小球,在外力的作用下小球静止在位置A,此时弹簧的形变量为零.如果使小球在位置A获得大小为v0(v0≠0)方向竖直向下的初速度,小球将在竖直方向上做简谐运动,小球运动到位置B时的瞬时速度为零,位置O在A、B连线的中点,则小球做简谐运动的平衡位置(  )
A.在位置AB.在位置OC.在A、O之间某位置D.在O、B之间某位置

分析 小球做简谐运动时平衡位置在合力为零的位置,结合对称性分析.

解答 解:小球做简谐运动,通过平衡位置时合力为零,即重力与弹簧的弹力二力平衡,此时弹簧处于伸长状态,所以平衡位置不可能在A位置.
根据对称性可知,平衡位置应在最高点与最低点之间的中点,而最高点在A点之上,所以平衡位置应在A、O之间某位置.故C正确,ABD错误.
故选:C

点评 对于简谐运动,关键要抓住对称性,即物体的位移、速度、加速度和回复力关于平衡位置对称.要明确小球做简谐运动时,通过平衡位置时合力为零.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

10.如图所示的闭合电路中,电源电动势为E,内阻为r,电阻箱R1、R2、电灯和理想电流表A1、A2分别接入电路中,电灯的电阻为R1(电表和用电器均安全工作),下列说法正确的是(  )
A.仅调节R1,电流表A1的示数总大于A2的示数
B.仅使R2减小,电流表A2变化量比A1变化量大
C.仅使R1增大,电源内阻消耗的功率变大
D.仅调节电阻箱R1,RL=R1+r时,电灯L可达到最亮

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

11.如图,曲线a和直线b分别是在平直公路上相邻车道上行驶的汽车a和b的速度-时间(v-t)图线,已知在t1时刻两车相遇,由图可知在t1到t3这段时间内下列说法正确的是(  )
A.在t2时刻,两车相距最远B.在t3时刻,两车相距最远
C.在t3时刻,两车再次相遇D.在t3时刻,a、b两车运动方向相反

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

8.如图所示,当用力挤压装满水的玻璃瓶,会看到细玻璃管内的水面高度明显变化.下列分析正确的是(  )
A.为了使实验现象更明显可以使用更粗的玻璃管
B.细玻璃管内水面上升的主要原因是水的温度升高
C.实验中利用细玻璃管内水面高度变化来放大玻璃瓶的微小形变

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

15.在天花板上悬吊一个电风扇,下列描述正确的是(  )
A.风扇静止时受到的拉力与重力是作用力与反作用力
B.电风扇正常转动时对空气没有作用力
C.电风扇正常转动时对天花板的拉力不变
D.电风扇正常转动时对天花板的拉力变小

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.现在按图①所示的电路测量一节旧干电池的电动势E(约1.5V)和内阻r(约20Ω),可供选择的器材如下:
电流表 A(量程0~500μA,内阻约为500Ω),电阻箱 R(阻值0~999.9Ω),开关、导线若干.由于现有电流表量程偏小,不能满足实验要求,为此,先将电流表改装(扩大量程),然后再按图①电路进行测量.

(1)测量电流表 A的内阻
可选用器材有:电阻器R0,最大阻值为999.9Ω;滑动变阻器甲,最大阻值为15kΩ;滑动变阻器乙,最大阻值为2kΩ;电源E1,电动势约为2V,内阻不计;电源E2,电动势约为6V,内阻不计;开关2个,导线若干.
采用的测量电路图如图②所示,实验步骤如下:①断开S1和S2,将R调到最大;②合上S1调节R使电流表 A满偏;③合上S2,调节R1使电流表 A半偏,此时可以认为电流表 A的内阻rg=R1,试问:
在上述可供选择的器材中,可变电阻R1应该选择R0;为了使测量尽量精确,可变电阻R应该选择滑动变阻器甲;电源E应该选择E2
(2)将电流表A(较小量程)改装成电流表A1(较大量程)
如果(1)中测出A的内阻为468.0Ω,现用R0将A改装成量程为 20mA的电流表A1,应把R0调为12Ω与 A并联,改装后电流表A1的内阻RA为11.7Ω.
(3)利用电流表A1、电阻箱 R测电池的电动势和内阻
用电流表 A1、电阻箱R及开关S按图①所示电路测电池的电动势和内阻.实验时,改变R的值,记录下用电流表 A1的示数I,得到若干组 R、I的数据,然后通过作出有关物理量的线性图象,求得电池电动势 E和内阻r.
a.请写出与你所作线性图象对应的函数关系式$R+{R}_{A}=E•\frac{1}{I}-r$.(用E、r、I、RA表示)
b.请在虚线框内坐标中作出定性图象③(要求标明两个坐标轴所代表的物理量,用符号表示)
c.图中直线的斜率表示E.图中纵轴截距的绝对值表示r.

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11.用图甲所示装置验证机械能守恒定律时,所用交流电源的频率为50Hz,得到如图乙所示的纸带.选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起点O的距离为s0=19.00cm,点A、C间的距离为s1=8.36cm,点C、E间的距离为s2=9.88cm,g取9.8m/s2,测得重物的质量为0.2kg.

(1)选取O、C两点为初末位置研究机械能守恒.重物减少的重力势能是0.536J,打下C点时重物的动能是0.520J.(结果保留三位有效数字)
(2)继续根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离s,以$\frac{{v}^{2}}{2}$为纵轴、以s为横轴画出的图象,应是图丙中的C.

(3)实验中,重物减小的重力势能总是略大于增加的动能,写出一个产生这一现象的原因纸带下落受到阻力.

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

8.某同学欲测一电源的电动势及内阻,所给的实验器材有:
①待测电源E,定值电阻R1(阻值未知);   ②电压表V(量程为3.0V,内阻很大);
③电阻箱R(0~99.99Ω);        ④单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2,导线若干.
他连接了一个如图所示的电路,他接下来的操作是:
a.拨动电阻箱旋钮,使各旋钮盘的刻度处于如图甲所示的位置后,将S2接掷于a,闭合S1,记录下对应的电压表示数为2.00V,然后断开S1
b.保持电阻箱示数不变,将S2切换到b,闭合S1,记录此时电压表的读数(电压表的示数如图乙所示),然后断开S1

(1)请你解答下列问题:
图甲所示电阻箱的读数为20.0Ω,图乙所示的电压表读数为2.60V,由此可算出定值电阻R1的阻值为6.00Ω.(电阻R1计算结果保留3位有效数字)
(2)在完成上述操作后,该同学继续以下的操作:
将S2切换到a,闭合S1,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱的示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图丙所示的$\frac{1}{U}$-$\frac{1}{R}$ 图象.由此可求得该电池组的电动势E及内阻r,其中E=2.94V,电源内阻r=0.424Ω.(计算结果保留3位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

9.在粗细均匀的U形管的两端分别灌有水银,在水平管部分有一空气柱,各部分尺寸如图所示,(单位cm),当空气柱的温度由0℃升高到273℃时,空气柱的长度将增加多少?(已知大气压p0=75cmHg)

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