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    (20分)为了研究过山车的原理，物理小组提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示。一个小物块以初速度，从某一高处水平抛出，到A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数（g取10m/s2，）

    （1）要使小物块不离开轨道，并从水平轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件?

    （2）为了让小物块不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道AB，则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?

    （3）按照（2）的要求，小物块进入轨道后可以有多少次通过圆轨道上距水平轨道高为0.01m的某一点。

     

    （1）

    （2）

    （3）物块共有8次通过距水平轨道高为0.01m的某一点。

    解析:（1）小物块做平抛运动，经时间t到达A处时，令下落的高度为h，水平分速度为v，竖直分速度为

       

    物体落在斜面上后，受到斜面的摩擦力

    设物块进入圆轨道最高点时有最小速度v1，此时物块受到的重力恰好提供向心力，令此时半径为R0

    物块从抛出到圆轨道最高点的过程中

    联立上式，解得：R0=0.66m

    若物块从水平轨道DE滑出，圆弧轨道的半径有：   （6分）

    （2）a．为了让小物块不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道AB，则物块上升的高度应小于或等于

       

        物块能够滑回倾斜轨道AB，则    （4分）

    （3）物块冲上圆轨道H1=1.65m高度时速度变为0，然后返回斜轨道h1高处再滑下，然后再次进入圆轨道达到的高度为H2。有

       

       

        得：

        之后物块在竖直圆轨道和倾斜轨道之间往返运动，同量：n次上升的高度

        为一等比数列。

    当n=5时，上升的最大高度小于0.01m，则物块共有8次通过距水平轨道高为0.01m的某一点。

     

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    Ⅰ．如图所示，甲图中螺旋测微器的读数为
     
    mm，乙图中游标卡尺（游标尺规格为20分度）的读数为
     
    cm．
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    II．在“用DIS研究回路中感应电动势的大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中，为了研究感应电动势E与时间△t的关系，某小组同学利用图中的实验装置进行实验：让小车以不同的速度靠近螺线管，得到在不同挡光时间△t内的感应电动势平均值E．通过利用小车末端的弹簧将小车以不同的速度从轨道的最右端弹出，就能得到一系列的感应电动势的平均值E和时间△t．
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    在一次实验中得到的数据如表：
    次数
    测量值    		 1 2 3 4 5 6 7 8
    E/V 0.116 0.136 0.170 0.191 0.215 0.277 0.292 0.329
    △t/×10-3s 8.206 7.486 6.286 5.614 5.340 4.462 3.980 3.646
    （1）观察和分析该实验装置可看出，在实验中，每次测量的挡光时间△t内，磁铁相对螺线管位置的变化都
     
     （选填“相同”或“不同”），从而实现了控制
     
    不变．
    （2）在得到上述表格中的数据之后，为了研究E与△t的关系，可采用图象处理数据的方法，在直角坐标系中作
     
    的关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，可得出的实验结论是
     
    ．

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    科目：高中物理 来源：2012-2013学年重庆市重庆一中高二4月月考物理试卷（带解析） 题型：实验题

    （1）(8分)在《油膜法估测分子大小》的实验中，操作步骤如下：
    ①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2；
    ②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；
    ③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，痱子粉均匀撒在水面上；
    ④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油 酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；
    ⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上；
    ⑥计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格的两个格算一格，多于半个格的算一格．
    上述实验步骤中有错误的步骤是____________________(指明步骤，并改正)，油酸分子直径的表达式d＝________.
    某同学实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于________
    A．油酸散开的时间过长，面积过大   
    B．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
    C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
    D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开
    （2）（10分）某小组科技活动小组为探究导电液体的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系。选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验：
    ①该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材供供选择：
    A．直流电源：电动势12V，内阻很小，额定电流1A；
    B．电流表A1：量程0～10mA，内阻约10Ω；
    C．电流表A2：量程0～500mA，内阻约Ω；
    D．电压表V：量程0～15V，内阻约kΩ；
    E．滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；     F．滑动变阻器R2：最大阻值5kΩ；    G．开关．导线等
    在可供选择的器材中，应选用的电流表是_______（填“A­1”或“A2”），应该选用的滑动变阻器是 ________（填“R1”或“R2”）；
    ②根据所选的器材在虚线 框中画出实验电路图（盐水柱的符号用“      ” 表示）；

    ③握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L．电阻R的数据如下表：

    实验次数
    		1
    		2
    		3
    		4
    		5
    		6
    长度L（cm）
    		20.0
    		25.0
    		30.0
    		35.0
    		40.0
    		45.0
    电阻R（kΩ ）
    		1.3
    		2.1
    		3.0
    		4.1
    		5.3
    		6.7
    为了研究电阻与长度的关系，该小组用纵坐标表示电阻，作出了如图所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是____________。

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    科目：高中物理 来源：2014届重庆市高二4月月考物理试卷（解析版） 题型：实验题

    （1）(8分)在《油膜法估测分子大小》的实验中，操作步骤如下：

    ①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2；

    ②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；

    ③先往边长为30～40 cm的浅盘里倒入2 cm深的水，痱子粉均匀撒在水面上；

    ④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油 酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；

    ⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上；

    ⑥计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格的两个格算一格，多于半个格的算一格．

    上述实验步骤中有错误的步骤是____________________(指明步骤，并改正)，油酸分子直径的表达式d＝________.

    某同学实验中最终得到的计算结果数据偏大，可能是由于________

    A．油酸散开的时间过长，面积过大   

    B．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算

    C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格

    D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开

    （2）（10分）某小组科技活动小组为探究导电液体的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系。选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。进行了如下实验：

    ①该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧。现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材供供选择：

    A．直流电源：电动势12V，内阻很小，额定电流1A；

    B．电流表A1：量程0～10mA，内阻约10Ω；

    C．电流表A2：量程0～500mA，内阻约Ω；

    D．电压表V：量程0～15V，内阻约kΩ；

    E．滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；     F．滑动变阻器R2：最大阻值5kΩ；    G．开关．导线等

    在可供选择的器材中，应选用的电流表是_______（填“A­1”或“A2”），应该选用的滑动变阻器是 ________（填“R1”或“R2”）；

    ②根据所选的器材在虚线 框中画出实验电路图（盐水柱的符号用“      ” 表示）；

    ③握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L．电阻R的数据如下表：

    实验次数

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    长度L（cm）

    20.0

    25.0

    30.0

    35.0

    40.0

    45.0

    电阻R（kΩ ）

    1.3

    2.1

    3.0

    4.1

    5.3

    6.7

    为了研究电阻与长度的关系，该小组用纵坐标表示电阻，作出了如图所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是____________。

     

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    科目：高中物理 来源：2010年四川省高三考前适应训练（理科综合）物理部分 题型：计算题

    (20分) 为了研究过山车的原理，物理小组提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示。一个小物块以初速度，从某一高处水平抛出，到A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数（g取10m/s2，）

    （1）要使小物块不离开轨道，并从水平轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件?

    （2）为了让小物块不离开轨道，并且能够滑回倾斜轨道AB，则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?

    （3）按照（2）的要求，小物块进入轨道后可以有多少次通过圆轨道上距水平轨道高为0.01m的某一点。

     

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