【题目】利用图示装置可以做力学中的许多实验。
(1)以下说法正确的是______。
A.利用此装置“研究匀变速直线运动”时,须平衡摩擦
B.利用此装置探究“小车加速度与力、质量的关系”时,须平衡摩擦
C.利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时,可以不平衡摩擦
D.可以利用此装置验证机械能守恒定律
(2)小明对实验装置进行了改进,改进后的装置如图乙所示,利用此装置探究“小车加速度与力、质量的关系”时钩码质量是否需要远小于小车质量?_______(填“是”或“否”)
(3)图丙为实验得到的一条清晰的纸带,、、、D、、、是纸带上7个连续的点,______。已知电源频率为,则小车的加速度大小______(保留两位有效数字)。
【答案】B 否 2.08~2.12 4.8~5.2
【解析】
(1)[1]A.本实验中只是研究匀变速直线运动,能让小车做匀加速运动即可,只要摩擦力恒定即可,不需要平衡摩擦力,A错误;
B.本实验中是研究“小车加速度与力、质量的关系”,当让小车的质量远大于钩码的质量,小车所受的合力即拉力大小是用钩码的所受的重力来代替,所以必须平衡摩擦力,不然小车所受的合力大小不等于钩码的重力,B正确;
C.小车受到重力、支持力、摩擦力和橡皮筋的拉力,要使拉力等于合力,必须使重力的下滑分量平衡摩擦力,才能尽量减小实验的误差,C错误;
D.利用此装置做“验证机械能守恒定律”的实验,在运动过程中绳对小车做功,所以不可以利用此装置验证机械能守恒定律,D错误。
故选B。
(2)[2]因为使用了力的传感器,可以直接读出小车所受的拉力的大小,所以不需要。
(3)[3] 、D间的距离为
。
(3)[4]相邻两个点之间的时间间隔是
根据
加速度
。
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【题目】如图甲所示,竖直平面内坐标系xOy的y轴左侧有一个加速电场,电压U=100V,y轴右侧存在变化的磁场,磁场方向与纸面垂直,规定向里为正方向,其随时间变化如图乙所示。若将静止的电子加速后从y=210-2m处垂直y轴进入磁场。已知电子的比荷,不计重力,不考虑磁场变化引起的电磁影响,计算时π取3。
(1)求电子进入磁场时的速度;
(2)在坐标纸图丙上画出电子的运动轨迹,并求出电子运动轨迹的最高点和最低点的纵坐标。
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【题目】2017年10月24日的地球观测组织举办的“中国日”活动上,我国正式向全球共享气象卫星“风云四号”和二氧化碳监测科学实验卫星(简称“碳卫星”)的数据。根据公开资料显示,“风云四号”是新一代地球同步静止轨道卫星,“碳卫星”的轨道据地表700km处,根据上述信息,下列说法正确的是( )
A.“风云四号”卫星的线速度大于“碳卫星”的线速度
B.“碳卫星”的运行轨道理论上可以和地球某一条经线始终重合
C.“风云四号”卫星理论上可以采取加速的措施到达“碳卫星”所在轨道的高度
D.“风云四号”卫星的线速度小于第一宇宙速度,“碳卫星”的发射速度大于第一宇宙速度
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【题目】如图所示,质量分别为m、M的两个物体系在一根通过定滑轮(质量忽略不计)的轻绳两端,M放在水平地板上,m被悬挂在空中,若将M沿水平地板向右缓慢移动少许后M仍静止,则( )
A.绳的张力变大
B.M对地面的压力变大
C.M所受的静摩擦力变大
D.悬挂滑轮的绳的张力变大
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【题目】2022年冬奥会将在北京举行,滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示,某运动员(可视为质点)从雪坡上先后以初速度之比沿水平方向飞出,均落在雪坡上,不计空气阻力,则运动员从飞出到落到雪坡上的整个过程中( )
A.运动员先后落在雪坡上的速度方向不相同
B.运动员先后在空中飞行的时间之比为
C.运动员先后落到雪坡上的速度之比为
D.运动员先后下落的高度之比为
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【题目】在学校组织的趣味运动会上,某科技小组为大家提供了一个寓学于乐的游戏。如图所示,将一质量为0.1kg的小滑块放在O点,用弹射装置由将其静止弹出,球沿着光滑的半环形轨道OA和AB运动,BC段为一段长短可调的粗糙平面,DEFG为接球槽,接槽EF的长度为d=2.5m,DE和FG的高度忽略不计。圆弧OA和AB的半径分别为r=0.2m,R=0.4m,小滑块与BC段的动摩擦因数=0.4,C点离接槽的高度为h=1.25m,水平距离为x=0.5m,g取10m/s2。求:
(1)要使小滑块恰好不脱离圆轨道,小滑块在B位置对半圆轨道的压力多大?
(2)在上一问中,假设小滑块恰好静止在C处,则BC段粗糙水平面长度为多少?
(3)假设轨道长度调节至L′=2m,要使小滑块始终能落入槽中,弹射装置的弹性势能需要满足什么条件?
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【题目】轻绳一端系在质量为m的物体A上,另一端系在一个套在粗糙竖直杆MN的圆环上。现用水平力F拉住绳子上一点O,使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置,但圆环仍保持在原来位置不动。则在这一过程中,环对杆的摩擦力F1和环对杆的压力F2的变化情况是( )
A.F1保持不变,F2逐渐增大B.F1逐渐增大,F2保持不变
C.F1逐渐减小,F2保持不变D.F1保持不变,F2逐渐减小
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【题目】如图所示,某同学利用光敏电阻R(光照越强电阻越小)和继电器设计了一个简单的自动照明系统,天黑时灯泡自动开启,天亮时灯泡自动熄灭。继电器线圈的电阻为50Ω,当线圈中的电流大于10mA时,继电器的衔铁被吸合。为继电器供电的电池电动势E=1.5V,内阻可忽略不计,图中的“电源”是为灯泡供电的电源。
(1)应该把灯泡接在______(填“A、B端”或“C、D端”)。
(2)已知滑动变阻器R'的最大阻值为50Ω,下面两种规格的光敏电阻应该选择______(填“甲”或“乙”)。
光敏电阻甲:白天正午时电阻最小值为5Ω,完全没有光照时电阻最大值为300Ω;
光敏电阻乙:白天正午时电阻最小值为2Ω,完全没有光照时电阻最大值为50Ω。
(3)若第(2)问中所选光敏电阻在下午7点钟时的阻值为其最大阻值的,如果要使此时灯泡刚好自动开启,滑动变阻器R'的接入电阻应该为______Ω;若想让灯泡开启时间提前,应将滑动变阻器R'的接入电阻调______(填“大”或“小”)。
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【题目】北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟,它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟。如图为氢原子能级图,则( )
A. 13 eV的电子可以使基态氢原子发生跃迁
B. 大量处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射8种不同频率的光子
C. 现用光子能量介于10~12.9 eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子,在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种
D. E4跃迁到E2时产生的光子a与E5跃迁到E3时产生的光子b的动量之比为97∶255
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