【题目】为了探究加速度与力的关系,某同学设计了如图所示的实验装置,带滑轮的长木板水平放置,板上有两个光电门相距为d,滑块通过细线与重物相连,细线的拉力F大小等于力传感器的示数.让滑块从光电门1由静止释放,记下滑到光电门2的时间t.改变重物质量来改变细绳拉力大小,重复以上操作5次,计算后得到下表中的5组数据.
(1)请根据表中数据在坐标纸上画出aF图象;
(2)分析aF图象,可求出滑块质量m=________kg,滑块和轨道间的动摩擦因数μ=________(重力加速度g=10 m/s2)
【答案】 0.25 0.20
【解析】根据匀变速直线运动的位移时间公式求出滑块的加速度;依据表中数据运用描点法作出图象;知道滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块质量的倒数.对滑块受力分析,根据牛顿第二定律求解.
(1)先描点,再用直线把这些点连起来,不在直线上的点要均匀的分布在直线的两侧.
(2)根据牛顿第二定律得:,所以
,由aF图象可得:m=0.25kg,μ=0.20
【点睛】解决该题关键要掌握牛顿第二定律和运动学公式的应用,运用数学知识和物理量之间关系式结合起来求解。
【题型】实验题
【结束】
158
【题目】对某圆柱体的电学性质进行研究:
(1)①用螺旋测微器测量其直径,结果如图(a)所示,则其直径为________mm.
②用多用电表电压挡测量其两端无电压.
③用多用电表欧姆挡粗略测量其电阻为1 500 Ω.
④为精确测量其电阻值,现有以下器材:
A.直流毫安表A1(量程0~2 mA,内阻约为5 Ω)
B.直流电流表A2(量程0~3 A,内阻约为0.5 Ω)
C.直流电压表V1(量程0~15 V,内阻25 kΩ)
D.直流电压表V2(量程0~3 V,内阻5 kΩ)
E.直流电源E(输出电压3 V,内阻可不计)
F.滑动变阻器R(0~15 Ω,允许最大电流10 A)
G.开关一只,导线若干
根据器材的规格和实验要求,在方框1中画出实验电路图,并标明仪器名称符号.
(2)实验发现这个圆柱体还有一个特点:在强磁场作用下用多用电表电压挡测量发现有电压,当磁感应强度分别为1 T、2 T、3 T时,其作为电源的UI特性曲线分别为图(b)中图线甲、乙、丙所示.
①请在方框2中画出测量其电源UI特性的电路图.
②按照这种规律,要使标有“100 V,100 W”的灯泡正常发光,需要把圆柱体放在磁感应强度为________T的磁场中.
【答案】 11.700 11
【解析】试题分析:螺旋测微器的读数等于固定刻度加可动刻度读数,需要估读;伏安法测量器电阻,注意滑动变阻器和电流表内接外接;根据伏安法测量电源的内阻以及电源电动势的实验画出电路图,U-I特性曲线的纵轴截距表示电源电动势,斜率表示内阻,从而得到内阻,根据甲乙丙图线得到电压与磁场强度的关系,从而得到100V时对应的磁感应强度
(1)根据螺旋测微器的测量读数规则,直径为11.5mm+0.200mm=11.700 mm;用多用电表欧姆挡粗略测量其电阻为1500Ω,远大于电流表内阻,所以采用电流表内接电路.由于题给的滑动变阻器R阻值范围为0~15Ω,远小于待测电阻的阻值,所以必须采用滑动变阻器的分压接法.由于电源输出电压为3V,故电压表选择量程为0~3V的V2.在3V电压下,圆柱体中电流大约为2 mA,因此电流表选择量程为0~2 mA的A1。画出测量电阻的实验电路图如答图1所示.
(2)①测量其电源UI特性的电路图如答图2所示
②根据在强磁场下圆柱体表现出的电源的UI特性曲线,可知其内阻为10Ω.“100 V,100W”的灯泡正常工作电流为,要使标有“100V,100W”的灯泡正常发光,圆柱体在强磁场作用下的电动势必须为110V,因此需要把圆柱体放在磁感应强度为11T的磁场中.
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球穿在沿水平x轴的光滑杆上,能够在杆上自由滑动。把小球沿x轴拉开一段距离,小球将做振幅为R的振动,O为振动的平衡位置。另一小球B在竖直平面内以O′为圆心,在电动机的带动下,沿顺时针方向做半为径R的匀速圆周运动。O与O′在同一竖直线上。用竖直向下的平行光照射小球B,适当调整B的转速,可以观察到,小球B在x方向上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。已知弹簧劲度系数为k,小球A的质量为m,弹簧的弹性势能表达式为,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的形变量。
a.请结合以上实验证明:小球A振动的周期。
b.简谐运动的一种定义是:如果质点的位移x与时间t的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。请根据这个定义并结合以上实验证明:小球A在弹簧作用下的振动是简谐运动,并写出用已知量表示的位移x与时间t关系的表达式。
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】下列说法正确的是______
A.图A中,P、Q是偏振片,M是光屏,当P固定不动,缓慢转动Q时,光屏M上的光亮度将会变化,此现象表明光波是横波
B.图B是双缝干涉示意图,若只减小屏到档板间的距离L,两相邻亮条纹间距离将减小
C.根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场周围一定能产生电磁波
D.利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长,容易发生衍射
E.人站在路边,一辆汽车响着喇叭从人身边疾驰而过,人听到喇叭的音调会由低变高
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,倾角为θ的光滑斜面足够长,一质量为m的小物体,在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动,经过时间t,力F做功为60J,此后撤去力F,物体又经过相同的时间t回到斜面底端,若以地面为零势能参考面,则下列说法中正确的是( )
A. 物体回到斜面底端的动能为60J
B. 恒力F=2mgsinθ
C. 撤去力F时,物体的重力势能是45J
D. 动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后
【答案】ACD
【解析】试题分析:物体静止开始从斜面底端开始运动知道最后返回斜面底端,此过程斜面光滑没有摩擦力做功,重力做功为0,根据动能定理有Ek-0=WF=60J,选项A对。撤去F前,加速度a=-gsinθ,撤去F后,加速度a'=gsinθ。根据力F撤去前后位移等大反向,判断撤去前后平均速度等大方向,由于撤去前后都是匀变速所以有
,整理得a'=3a,即F=
mgsinθ,选项B错。撤去力F前,力F做功Fs=
mgsinθ·s=60J,重力做功-mgsinθ·s =45J,所以撤出力F时,物体的重力势能是45J选项C对。力F撤去前,合力
mgsinθ小于重力沿斜面的分力mgsinθ,即合力做功小于克服重力做功,增加的动能小于增加的重力势能,撤去力F之前一定是重力势能大于动能,最返回斜面时重力势能为0,小于动能,所以动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后选项D对。
考点:动能定理 牛顿运动定律
【名师点睛】
【题型】单选题
【结束】
41
【题目】将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面.测量出小球质量m、平抛运动的竖直位移h(即桌面高度)以及________,就可以测出弹簧被压缩后的弹性势能为________.(结果用测量量表示,已知重力加速度大小为g).
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,M、N为中心开有小孔的平行板电容器的两极板,相距为D,其右侧有一边长为2a的正三角形区域,区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,在极板M、N之间加上电压U后,M板电势高于N板电势.现有一带正电的粒子,质量为m、电荷量为q,其重力和初速度均忽略不计,粒子从极板M的中央小孔S1处射入电容器,穿过小孔S2后从距三角形A点a的P处垂直AB方向进入磁场,试求:
(1)粒子到达小孔S2时的速度;
(2)若粒子从P点进入磁场后经时间t从AP间离开磁场,求粒子的运动半径和磁感应强度的大小;
(3)若粒子能从AC间离开磁场,磁感应强度应满足什么条件?
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,P、Q、M是均匀媒介中x轴上的三个质点,PQ、QM的距离分别为3m、2m,一列简谐横波沿x轴向右传播。在t=0时刻,波传播到质点P处并且P开始向下振动,经t=3s,波刚好传到质点Q,而此时质点P恰好第一次到达最高点且离平衡位置10cm处。下列说法正确的是 ________。
A.该简谐波的波速为1m/s
B.该简谐波的波长为12m
C.当波传播到质点M时,质点P通过的路程为50cm
D.当t=5s时,质点Q的加速度方向竖直向下
E.当质点M运动到最高点时,质点Q恰好处于最低点
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示是一透明物体的横截面,横截面为等腰三角形ABC,边长AB长为a,底面AC镀有反射膜。今有一条光线垂直AB边从中点入射,进入透明物体后直接射到底面AC上,并恰好发生全反射,(已知光在真空中的传播速度为c)求:
①透明物体的折射率和光在透明物体内的传播时间;
②若光线从AB面沿平行于底面的方向射向透明物体,求光线最终离开透明物体时的出射角。
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,在水平地面上有一木板A,木板A长L=6m,质量为M=8kg, 在水平地面上向右做直线运动。某时刻木板A速度v0=6m/s,在此时刻对木板A 施加一个方向水平向左的恒力F=32N,与此同时,将一个质量m=2kg的小物块B 轻放在木板A上的P点(小物块可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),P点到木板A右端距离为1m,木板A与地面间的动摩擦因数为=0.16,小 物块B与长木板A间有压力,由于A、B间光滑不存在相互的摩擦力,A、B是各自独立 的物体,不计空气阻力.取g= 10m/s2.求:
(1)小物块B从轻放到木板A上幵始,经多长时间木板A与小物块B速度相同?
(2)小物块B从轻放到木板A上开始至离开木板A的过程,恒力F对木板A所做的功及小物块B离开木板A时木板A的速度?
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】图(a)是测量电源电动势E和内阻r的原理图.R0=2.5Ω为定值保护电阻,电流表内阻不计,单位长度电阻r0=0.10Ω/cm的电阻丝ac上标有长度刻度.
①请根据原理图连接图(b)的实物图;
②闭合开关S,记录ab的长度L和电流表A的示数I;滑动b点改变ab的长度L,测得6组L和I值,并算出对应的值.写出
与L、E、r、R0、r0的关系式
=_________;
③图(c)中的“×”是已标出的实验数据,请作出随L变化的图线;
④根据-L图线算出电源电动势E =_____V,内阻r =_____Ω.(计算结果保留到小数点后两位)
【答案】①如答图(b)(2分,按连图规范,表量程接错或线夹接错均得0分)
② (2分) ③如答图(c)(2分,尺规作图,连成曲线或折线得0分)
④1.48(2分,1.46~1.52均可),0.61(2分,0.55~0.90均可)
【解析】
试题分析:① 电路中的电大电流约为I=E/R0=1.5/2.5=0.6A,所以电流表量程选0.6A,连接如上图;②由闭合电路欧姆定律有E=I(R0+r+r0L),解得 ;③作图如上;④结合数学知识可知,直线的斜率K=
,解得E=1.48V,图线截距b=
,解得r=0.61Ω.
考点:实验“测量电源电动势和内阻”
【题型】实验题
【结束】
108
【题目】如图所示,小车停放在光滑的水平面上,小车的质量为M= 8kg,在小车水平面A处放有质量为m=2kg的物块,AB段是粗糙的水平面,BC是一段光滑的圆弧,在B点处与AB相切,现给物块一个v0=5m/s的初速度,物块便沿AB滑行,并沿BC上升,然后又能返回,最后恰好回到A点处与小车保持相对静止,求:
(1)从物块开始滑动至返回A点整个过程中,小车与物块组成的系统损失的机械能为多少?
(2)物块沿BC弧上升相对AB平面的最大高度为多少?
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