【题目】如图所示,竖直光滑长杆固定不动,套在杆上的轻质弹簧下端固定,套在杆上的滑块质量为0.80 kg,现向下压滑块,至弹簧上端离地高度h=0.40 m处,滑块与弹簧不拴接。现由静止释放滑块,通过传感器测量出滑块的速度和离地高度h,计算出滑块的动能EK,并作出滑块的Ek - h图象,其中高度从0.80 m上升到1.40m范围内图象为直线,其余部分为曲线。若以地面为重力势能的零势能面,空气阻力不能忽略,取g=10 m/s2,则结合图象可知 ( )
A. 空气阻力恒定为1.00N
B. 弹簧原长为0.72 m
C. 弹簧最大弹性势能为9.00 J
D. 滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为3.60J
【答案】AC
【解析】试题分析:根据动能定理分析知道图象的斜率表示滑块所受的合外力,从而求得空气阻力。高度从0.80m上升到1.40m范围内图象为直线,其余部分为曲线,结合能量守恒定律求解滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小值。
在0.80m上升到1.40m内,在图象中,根据动能定理知:图线的斜率大小表示滑块所受的合外力,由于高度从0.80m上升到1.40m范围内图象为直线,其余部分为曲线,说明滑块从0.80m上升到1.40m范围内所受作用力为恒力,根据动能定理得
,由图知
,解得空气阻力
,A正确;从h=0.8m开始,滑块与弹簧分离,则知弹簧的原长为0.8m,B错误;根据能的转化与守恒可知,当滑块上升至最大高度时,整个过程中,增加的重力势能和克服空气阻力做功之和等于弹簧的最大弹性势能,所以
,C正确;由图可知,当h=0.56m时滑块的动能最大,为Ekm=5.76J;假设空气阻力不计,则在整个运动过程中,系统的动能、重力势能和弹性势能之间相互转化,因此滑块的动能最大时,滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小,为
,由于有空气阻力,所以滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小小于3.24J,D错误.
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【题目】A、B两个点电荷在真空中所产生电场的电场线(其中方向未标出)的分布如图11所示。图中O点为两点电荷连线的中点,MN为两点电荷连线的中垂线,P为中垂线上的一点,电场线的分布关于MN左右对称。下列说法中正确的是
A. O点的电场强度为零
B. P点的电场强度为零
C. O点的电场强度与P点的电场强度大小相等
D. O点的电势与P点的电势相等
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【题目】如图所示,质量为M的框架放在水平地面上,一轻质弹簧上端固定在框架上,下端拴一质量为m的小球,将小球向下拉动一段距离后释放,在小球向上运动的过程中,框架恰好没有跳起。则下列说法正确的是( )
A. 框架、弹簧、小球构成的系统始终处于平衡状态
B. 当弹簧处于原长时,小球速度最大
C. 只有弹力和重力做功,小球机械能守恒
D. 小球的加速度大小为 的瞬间,框架对地面压力为零
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【题目】关于磁通量的概念,下列说法正确的是( )
A. 磁感应强度越大的地方,穿过线圈的磁通量也越大
B. 穿过线圈的磁通量为零时,该处的磁感应强度不一定为零
C. 磁感应强度越大,线圈面积越大,穿过线圈的磁通量越大
D. 穿过线圈的磁通量大小可用穿过线圈的磁感线的条数来衡量
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【题目】牛顿思考月球绕地球运行的原因时,苹果偶然落地引起了他的遐想:拉住月球使它围绕地球运动的力与拉着苹果下落的力,是否都与太阳吸引行星的力性质相同,遵循着统一的规律——平方反比规律?因此,牛顿开始了著名的“月—地检验”。
(1)已知月球与地球的距离约为地球半径的60倍,如果牛顿的猜想正确,请你据此计算月球公转的向心加速度a和苹果下落的加速度g的比值;
(2)在牛顿的时代,月球与地球的距离r、月球绕地球公转的周期T等都能比较精确地测定,请你据此写出计算月球公转的向心加速度a的表达式;已知r≈3.84×108 m,T≈2.36×106s,地面附近的重力加速度g=9.80 m/s2,请你根据这些数据估算比值;与(1)中的结果相比较,你能得出什么结论?
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【题目】如图所示,M、N是直角坐标系xOy坐标轴上的两点,其坐标分别为M(0,L)和N(2L,0)。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子,从M点以一定的初速度沿x轴正方向进入第一象限。若第一象限内只存在沿y轴负方向的匀强电场,当电场强度大小为E时,粒子恰好通过N点;若第一象限内只存在垂直xOy平面向外的匀强磁场,粒子也会通过N点。不计粒子的重力,求:
(1)带电粒子初速度的大小;
(2)磁感应强度的大小。
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【题目】某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。图乙所示是用游标卡尺测量遮光条的宽度,其读数d=_______cm;实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=1.2×10-2s,则滑块经过光电门时的瞬时速度为________m/s。在本实验中,为了验证系统的机械能是否守恒,需娈测量的物理量除了d、Δt和钩码的质量外,还需要测量________和__________.
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【题目】某同学在一次“测定某电阻元件的电阻率”的实验中,用游标卡尺测量电阻元件的长度为L,用螺旋测微器测量金属丝直径d。
(1)电阻元件长L为_______cm,金属丝的直径d为_________mm;
(2)选用“×10”倍率的电阻挡估测元件电阻,发现多用表指针偏转过大,因此需选择______倍率的电阻挡(填:“×1”或“×100”).并_____再进行测量,之后多用表的示数如图3所示,测量结果为R=______Ω.
(3)用伏安法较准确的测出电阻元件的电阻,然后根据电阻定律计算出该电阻元件的电阻率.电压表的示数为U,电流表的示数为I。该电阻元件的电阻率ρ=______________。(用L.d.U.I表示)
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【题目】如图所示,一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距l=0.6m,左端接有阻值R=0.8Ω的电阻,一质量m=0.1kg,电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上,整个装置处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5T。棒在水平向右的外力作用下,由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动,外力作用3s后撤去,棒继续运动一段距离后停下来,已知撤去外力前后电阻R上产生的焦耳热之比Q1:Q2=2:1,导轨足够长,棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触,棒与导轨间的接触电阻及导轨电阻不计,求:
(1)3s末,金属棒MN两端的电动势E;
(2)棒在匀加速过程中,通过电阻R的电荷量q;
(3)匀加速过程中水平外力做的功W;
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