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【题目】如图甲所示,固定平行金属导轨MN、PQ与水平面成37°角倾斜放置,其电阻不计,相距为L=0.4 m.导轨顶端与电阻R相连,R=0.15 Ω.在导轨上垂直导轨水平放置一根质量为m=2×10-2 kg、电阻为r=0.05Ω的导体棒ab. ab距离导轨顶端d1=0.4 m,距离导轨底部d2=16 m,导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5;在装置所在区域加一个垂直导轨平面向上的磁场,其磁感应强度B和时间t的函数关系如图乙所示。(g取10 m/s2)
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(1)前2s内,施加外力使导体棒保持静止,求通过导体棒的电流I的大小和方向
(2)前2s内,哪段时间内静止释放导体棒(不施加外力),释放时导体棒能处于平衡状态?
(3)若2s后静止释放导体棒,已知ab棒滑到底部前已达到最大速度vm并匀速下滑到底部。求vm的大小、以及此过程中电阻R上产生的热量Q和通过的电量q.
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【题目】如图为“验证动能定理”的实验装置.钩码质量为m,小车和砝码的总质量M=300g.实验中用钩码重力的大小作为细绳对小车拉力的大小.实验主要过程如下:
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①安装实验装置;
②分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度;
③计算小车的动能增量和对应细绳拉力做的功,判断两者是否相等.
(1)以下关于该实验的说法中正确的是________.
A.调整滑轮高度使细绳与木板平行
B.为消除阻力的影响,应使木板右端适当倾斜
C.在质量为10g、50g、80g的三种钩码中,挑选质量为80g的钩码挂在挂钩P上最为合理
D.先释放小车,然后接通电源,打出一条纸带
(2)在多次重复实验得到的纸带中选择点迹清晰的一条.测量如图,打点周期为T,当地重力加速度为g.用题中的有关字母写出验证动能定理的表达式________.
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(3)写出两条引起实验误差的原因________________________;________________________.
【答案】 AB
长度测量的误差 用mg代替绳子的拉力
【解析】解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,了解平衡摩擦力的方法;由匀变速运动的推论求出滑块的瞬时速度,代入动能定理表达式即可正确解题。
(1)小车运动中受到重力、支持力、绳的拉力、摩擦力四个力的作用.首先若要使小车受到合力等于绳上的拉力,必须保证:摩擦力被平衡、绳的拉力平行于接触面,故A、B正确;在保证钩码重力等于细绳上的拉力及上述前提下对小车有:
,对钩码:
,解之有
,可见只有当
时才有
,故应选用10g的钩码最为合理,C错误.打点计时器的使用要求是先接通电源,待其工作稳定后再释放小车,D错误.
(2)由题图知
、
,故动能变化量为
,合力所做功
,故需验证的式子为![]()
(3)从产生的偶然误差考虑有长度测量的误差;从系统误差产生的角度考虑有用mg代替绳子的拉力、电源频率不稳定、摩擦力未完全被平衡等引起的误差(答案合理皆可).
【题型】实验题
【结束】
90
【题目】某探究小组要尽可能精确地测量电流表○A1 的满偏电流,可供选用的器材如下:
A.待测电流表A1 (满偏电流Imax约为800 μA、内阻r1约为100Ω,表盘刻度均匀、总格数为N)
B.电流表A2 (量程为0.6 A、内阻r2=0.1Ω)
C.电压表V (量程为3V、内阻RV=3kΩ)
D.滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)
E.电源E(电动势有3V、内阻r约为1.5Ω)
F.开关S一个,导线若干
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(1)该小组设计了图甲、图乙两个电路图,其中合理的是________(选填“图甲”或“图乙”).
(2)所选合理电路中虚线圈处应接入电表________(选填“B”或“C”).
(3)在开关S闭合前,应把滑动变阻器的滑片P置于________端(选填“a”或“b”).
(4)在实验中,若所选电表的读数为Z,电流表A1的指针偏转了n格,则可算出待测电流表A1的满偏电流Imax=________.
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【题目】跳台滑雪是化学爱好者喜欢的一种运动,某滑雪轨道可以简化成如图所示的示意图,其中助滑雪道CB段长L=40m,且与水平方向夹角α=37°,BO段是水平起跳台,OA段是着陆雪道,CB段与BO段用一小段光滑圆弧相连,滑雪者从助滑雪道CB上的C点在自身重力作用下由静止开始运动,滑到O点水平飞出,此时速度大小
=20m/s,不计空气阻力,经t=2s落在着陆雪道上的A点,已知滑雪者和装备的总质量为m=50kg(可视为质点),g取10m/
·sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
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(1)滑雪者经过CO段过程中减少的机械能![]()
(2)滑雪者即将落到A点时的动能![]()
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【题目】某组同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律,实验中,让重锤拖着纸带从静止开始下落,打点计时器在纸带上打下一系列点。
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(1)他们拿到了所需的打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、铁架台、纸带夹和重物,此外还需要__________。(选填选项前的字母)
A.交流电源
B.毫米刻度尺
C.天平及砝码
D.秒表
(2)先接通打点计时器的电源,再释放重物,打出的某条纸带如图2所示,O是纸带静止时打出的点,A、B、C是标出的3个计数点,测出它们到O点的距离分别为
=12.16cm、
=19.1cm和
=27.36cm,其中有一个数值在记录时有误,是__________(选填选项前的字母)
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A.![]()
B.![]()
C.![]()
(3)已知重锤的质量为m,当地重力加速度为g,两相邻计数点间的时间间隔为T。为了验证机械能守恒定律,需要将重锤动能的增加量
m
与重锤重力势能的减少量__________进行比较。(选填选项前的字母)
A.
B.![]()
C.![]()
(4)他们在纸带上选取多个计数点,分别测量它们到起始点O的距离h,计算对应各计数点的重物速度v,描绘出
图像,如下图所示,正确的是__________。(选填选项前的字母)
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(5)推导题(4)中图线的斜率表达式___________(所需物理量自行设定)
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【题目】为了研究过山车的原理,某同学利用国庆假期体验了温州乐园的过山车(如图甲)。过山车轨道可以理想化为如图乙所示:一个与水平方向夹角为
、长为 L=12.0m 的倾斜轨道AB,通过水平轨道BC、半径R=2m的竖直圆形轨道与水平轨道EF相连,C为竖直轨道的最低点,D为最高点,E为出口,整个轨道摩擦力不计。其中轨道间都通过一小段长度可忽略的光滑圆弧相连。现使一质量m=1kg的物块(可看作质点)从倾斜轨道A点静止释放沿圆轨道运动。(g取10m/s2)求:
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(1)物块滑到C点的速度大小
(2)物块通过D点时对轨道的压力
(3)设物块静止释放点离底部B点在斜面上的距离为x,为了使物块不脱离圆轨道运动,求x应该满足的条件。
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【题目】如图所示,匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长L=0.1m的正方形线圈共N=100匝,线圈总电阻r=1
,线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO
匀速转动,转速为
r/s,外电路中的电阻R=4
,图示位置线圈平面与磁感线平行,以下说法中正确的是( )
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A. 如从图示位置计时,线圈中产生电流按正弦规律变化
B. 线圈从图示位置转动30°,流经R上的电荷量为0.05C
C. 每转动一周线圈上产生的热量为
J
D. 电阻R上的电压为8V
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【题目】某同学用如图所示的装置测量木块与斜面间的动摩擦因数。将斜面固定在水平桌面上,木块放在斜 面上,其后端与穿过电火花计时器的纸带相连,电火花计时器固定在斜面上,连接频率为50HZ的交流电源。接通电源后,从静止释放木块,木块带动纸带打出一系列的点迹。
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(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,06是实验中选取的7个计数点,每相邻两计数点之间还有4个点未标出,1、2和5、6计数点间的距离如图所示,由图中数据可求出木块下滑的加速度a=______ m/s2(保留三位有效数字)
(2)利用纸带求出加速度后,为了求出木块与斜面间的动摩擦因数,还应测量的物理量是_______
A.木块的质量m B.斜面高度h和底边长度d
C.滑块的运动时间t D.滑块到达斜面底端的速度v
(3)已知重力加速度为g,木块与斜面间的动摩擦因数的表达式μ=______ (用所测物理量的字母表示)
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【题目】如图所示,在一个足够宽的槽中盛有折射率为
的液体,中部扣着一个圆锥形透明罩(罩壁极薄)ADB,罩顶角∠ADB=30,高DC=0.2m,罩内为空气,整个罩子没在液体中。槽底AB的中点C处有一点光源,点光源发出的光经折射进入液体后,再从液体上表面射出。不考虑光线在透明罩内部的反射.
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求液体表面有光射出的面积(结果保留三位有效数字)。
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【题目】电流、电压传感器是能通过数据采集器采集电流、电压的大小并直接输出电流、电压数值的精确测量仪器。某实验小组利用电流、电压传感器来做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验:
(1)在实物图(甲)中,B传感器应该采用_______(填“电压传感器”或“电流传感器”);
(2)在实物图(甲)中,已正确连接了部分导线,请完成剩余部分的连接,要求电压传感器的示数能从零开始取值(画在答题纸上)_______;
(3)开关闭合前,图(甲)中滑动变阻器触头应该处于_______(填“a”或“b”)端;
(4)实验得到小灯泡的伏安特性曲线如图(乙)所示。现将这个小灯泡接到电动势为1.5V,内阻为5Ω的电源两端,根据图中图像和该电源输出电流与路端电压的关系图线,可以得到小灯泡消耗的功率是_________W。(结果保留两位小数)
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