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【题目】如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A点,弹簧处于原长时,圆环高度为h.让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零.则在圆环下滑到底端的过程中(杆与水平方向夹角为30°)(  )

A. 圆环机械能守恒

B. 弹簧的弹性势能先减小后增大

C. 弹簧的弹性势能变化了mgh

D. 弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大

【答案】C

【解析】

圆环沿杆滑下,滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功,即环的重力和弹簧的拉力;所以圆环的机械能不守恒,如果把圆环和弹簧组成的系统作为研究对象,则系统的机械能守恒,故A错误。弹簧的弹性势能随弹簧的形变量的变化而变化,由图知弹簧先缩短后再伸长,故弹簧的弹性势能先增大后减小再增大。故B错误。根据系统的机械能守恒,圆环的机械能减少了mgh,那么弹簧的机械能即弹性势能增大mgh。故C正确。当弹簧的弹力、重力和细杆轨圆环的支持力这三个力平衡时,圆环的加速度为零,速度最大,此位置不在弹簧与光滑杆垂直的位置,选项D错误;故选C.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某游乐园的大型跳楼机游戏,以惊险刺激深受年轻人的欢迎。某次游戏中,质量m=50kg的小明同学坐在载人平台上,并系好安全带、锁好安全杆。游戏的过程简化为巨型升降机将平台拉升100m高度然后由静止开始下落在忽略空气和台架对平台阻力的情况下,该运动可近似看作自由落体运动。下落h1=80 m时,制动系统启动,使平台均匀减速,再下落h2=20m时刚好停止运动。取g=10m/s2求:

(1)下落的过程中小明运动速度的最大值vm;

(2)当平台落到离地面15m高的位置时,小明对跳楼机作用力F的大小;

(3)在全部下落过程中,跳楼机对小明做的功W。

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【题目】某同学想将满偏电流Ig100μA、内阻未知的微安表改装成电压表。

1)该同学设计了图甲所示电路测量该微安表的内阻,所用电源的电动势为4V。请帮助该同学按图甲所示电路完成实物图乙的连接。

2)该同学先闭合开关S1,调节R2的阻值,使微安表的指针偏转到满刻度;保持开关S1闭合,再闭合开关S2,保持R2的阻值不变,调节R1的阻值,当微安表的指针偏转到满刻度的时,R1的阻值如图丙所示,则该微安表内阻的测量值Rg________Ω,该测量值________(填大于”“等于小于)真实值。

3)若要将该微安表改装成量程为1V的电压表,需________(填串联并联)阻值R0________Ω的电阻。

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【题目】如图,在光滑的水平地面上,质量为M=30kg的长木板A的左端,叠放着一个质量为m=10kg的小物块B可视为质点,处于静止状态,小物块与木板之间的动摩擦因数μ=030在木板A的左端正上方,用长为R=08m的不可伸长的轻绳将质量为m=10kg的小球C悬于固定点O点现将小球C拉至与O等高的位置且使轻绳拉直,由静止释放到达O点的正下方时,小球C与B发生弹性正碰,空气阻力不计,取g=10m/s2求:

1C与B碰撞后B的速度是多少?

2木板长度L至少为多大时,小物块才不会滑出木板?

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【题目】调压变压器是一种自耦变压器,其构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。AB间加上正弦交流电压U,移动滑动触头P的位置,就可以调节输出电压。在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表,变阻器的滑动触头为Q。则

A. 保持P的位置不动,将Q向下移动时,电流表的读数变大

B. 保持P的位置不动,将Q向上移动时,电流表的读数变大

C. 保持Q的位置不动,将P沿逆时针方向移动时,电流表的读数变大

D. 保持Q的位置不动,将P沿逆时针方向移动时,电流表的读数变小

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【题目】如图所示,匀强磁场的方向垂直于光滑的金属导轨平面向里,极板间距为d的平行板电容器与总阻值为2R0的滑动变阻器通过平行导轨连接,电阻为R0的导体棒MN可在外力的作用下沿导轨从左向右做匀速直线运动.当滑动变阻器的滑动触头位于a、b的中间位置且导体棒MN的速度为v0时,位于电容器中P点的带电油滴恰好处于静止状态.若不计摩擦和平行导轨及导线的电阻,各接触处接触良好,重力加速度为g,则下列判断正确的是(

A. 油滴带正电荷

B. 若将上极板竖直向上移动距离d,油滴将向下加速运动,加速度

C. 若将导体棒的速度变为2v0,油滴将向上加速运动,加速度a=g

D. 若保持导体棒的速度为v0不变,而将滑动触头置于a端,同时将电容器上极板向下移动距离,油滴向上移动

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【题目】一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,进行了如下实验:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一个小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小钢球在空中飞行后落在水平地面上,水平距离为s

1)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式:Ep= ____________

2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:

弹簧的压缩量x cm

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

小钢球飞行的水平距离s cm

1.01

1.50

2.01

2.49

3.01

3.50

根据上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为___________________

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【题目】如图所示,在匀强磁场中有一矩形单匝线圈,线圈两端外接一电阻和一个交流电流表。若线圈绕对称轴OO′匀速转动,从中性面开始计时,闭合电路中产生的感应电流的瞬时值isin50πt(A),下列说法正确的是 (   )

A. t0时,感应电流i0,电流表示数为0

B. t0时,感应电流i0,电流表示数为1A

C. t0时,感应电流i0,电流表示数为A

D. t0.01s时,感应电流iA,电流表示数为A

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【题目】某同学用图甲所示的实验装置测定当地的重力加速度,正确操作后获得图乙所示的一条纸带。他用天平测得小车的质量为M,钩码质量为m,毫米刻度尺测得纸带上自O点到连续点123456的距离分别为:d1=1.07cmd2=2.24cmd3=3.48cmd4=4.79cmd5=6.20cmd6=7.68cm。已知实验所用交流电频率为f=50Hz

1)打点2时小车的速度大小为______m/s(结果保留两位有效数字);

2)小车运动过程中的平均加速度大小为______m/s2(结果保留两位有效数字);

3)以各点速度v的二次方为纵坐标,以各点到0点的距离d为横坐标,作v2-d图象,所得图线为一条斜率为k的倾斜直线,不考虑小车与桌面间的摩擦,则当地的重力加速度g=______(用mMk表示)

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