【題目】兩位同學用如圖所示裝置,通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律。
(1)實驗中必須滿足的條件是 。
A.斜槽軌道盡量光滑以減小誤差
B.斜槽軌道末端的切線必須水平
C.入射球A每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下
D.兩球的質(zhì)量必須相等
(2)測量所得入射球A的質(zhì)量為mA,被碰撞小球B的質(zhì)量為mB,圖中O點是小球拋出點在水平地面上的垂直投影,實驗時,先讓入射球A從斜軌上的起始位置由靜止釋放,找到其平均落點的位置P,測得平拋射程為OP;再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,與小球B相撞,分別找到球A和球B相撞后的平均落點M、N,測得平拋射程分別為OM和ON。當所測物理量滿足表達式 時,即說明兩球碰撞中動量守恒;如果滿足表達式 時,則說明兩球的碰撞為完全彈性碰撞。
(3)乙同學也用上述兩球進行實驗,但將實驗裝置進行了改裝:如圖12所示,將白紙、復寫紙固定在豎直放置的木條上,用來記錄實驗中球A、球B與木條的撞擊點。實驗時,首先將木條豎直立在軌道末端右側并與軌道接觸,讓入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,撞擊點為B′;然后將木條平移到圖中所示位置,入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,確定其撞擊點P′;再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,與球B相撞,確定球A和球B相撞后的撞擊點分別為M′和N′。測得B′與N′、P′、M′各點的高度差分別為h1、h2、h3。若所測物理量滿足表達式 時,則說明球A和球B碰撞中動量守恒。
【答案】(1)BC;
(2)mA·OP= mA·OM+ mB·ON;OP+OM=ON
(3)
【解析】試題分析:①A、“驗證動量守恒定律”的實驗中,是通過平拋運動的基本規(guī)律求解碰撞前后的速度的,只要離開軌道后做平拋運動,對斜槽是否光滑沒有要求,故A錯誤;
B、要保證每次小球都做平拋運動,則軌道的末端必須水平,故B正確;
C、要保證碰撞前的速度相同,所以入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下,故C正確;
D、為了使小球碰后不被反彈,要求入射小球質(zhì)量大于被碰小球質(zhì)量,故D錯誤;
故選:BC.
②小球離開軌道后做平拋運動,由于小球拋出點的高度相同,它們在空中的運動時間t相等,
它們的水平位移x與其初速度成正比,可以用小球的水平位移代替小球的初速度,
若兩球相碰前后的動量守恒,則mAv0=mAv1+mBv2,又OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t,代入得:mAOP=mAOM+mBON,
若碰撞是彈性碰撞,則機械能守恒,由機械能守恒定律得:mAv02=mAv12+mBv22,
將OP=v0t,OM=v1t,ON=v2t代入得:mAOP2=mAOM2+mBON2;
③小球做平拋運動,在豎直方向上:h=gt2,平拋運動時間:t=,
設軌道末端到木條的水平位置為x,小球做平拋運動的初速度:
vA=,vA′=,vB′=,
如果碰撞過程動量守恒,則:mAvA=mAvA′+mBvB′,
將速度代入動量守恒表達式解得:
故答案為:①BC;②mAOP=mAOM+mBON;mAOP2=mAOM2+mBON2;③
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【題目】如圖所示,在方向垂直向里,磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域中有一個由均勻?qū)Ь制成的單匝矩形線框abcd,線框在水平拉力作用下以恒定的速度v沿垂直磁場方向向右運動,運動中線框dc邊始終與磁場右邊界平行,線框邊長ad=l,cd=2l。線框?qū)Ь的總電阻為R。則線框離開磁場的過程中 ( )
A. 線框中的電流在ab邊產(chǎn)生的熱量為
B. 線框中的電流在ad邊產(chǎn)生的熱量為
C. ab間的電壓為
D. ad間的電壓為
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【題目】為測定一電阻約為10Ω,額定電流為0.4A的電阻器的電阻,現(xiàn)準備有下列器材:
(A)電源E :內(nèi)阻不計的6V;
(B)電流表A1 :量程為0~3A、內(nèi)阻約為0.06Ω;
(C)電流表A2 :量程為0~0.6A、內(nèi)阻約為0.3Ω;
(D)電壓表V1 :量程為0~15V、內(nèi)阻約為50KΩ;
(E)電壓表V2 :量程0~5V、內(nèi)阻約為10KΩ;
(F)滑動變阻器R1 :量程為0~10Ω;
(G)滑動變阻器R2 :量程為0~1500Ω;
(H)電鍵S和導線若干。
(1)實驗中要求通過待測電阻的電流能從0起逐漸增大,為盡可能較精確地測出該電阻的阻值,并且調(diào)節(jié)方便,應用的電流表為________,電壓表為_______,滑動變阻器為________(填器材符號)
(2)畫出符合要求的電路圖_____.
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【題目】如圖甲所示,一矩形線圈放在隨時間變化的勻強磁場內(nèi).以垂直線圈平面向里的磁場為正,磁場的變化情況如圖乙所示,規(guī)定線圈中逆時針方向的感應電流為正,則線圈中感應電流的圖象應為( )
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【題目】如圖,線圈M和線圈N繞在同一鐵芯上,M與電源、開關、滑動變阻器相連,P為滑動變阻器的滑片,開關S處于閉合狀態(tài),N與電阻R相連.下列說法正確的是 ( 。
A. 當P向右移動時,通過R的電流方向為由b到a
B. 當P向右移動時,通過R的電流方向為由a到b
C. 斷開S的瞬間,通過R的電流方向為由b到a
D. 斷開S的瞬間,通過R的電流方向為由a到b
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【題目】如圖所示,一長木板質(zhì)量為 ,長為l=6m ,木板與地面的動摩擦因數(shù),質(zhì)量為 的小滑塊(可以看成質(zhì)點)放在木板的右端,小滑塊與木板間的動摩擦因數(shù) 。開始時木板與滑塊都處于靜止狀態(tài), t=0時刻突然給木板以水平向右的初速度 使木板向右運動, t=2s木板與墻壁發(fā)生碰撞,設木板與墻壁碰撞時間極短,且碰后以原速率彈回,取 ,求:
(1) 開始時木板的右端與右側豎直墻壁的距離L;
(2)小滑塊最終與木板左端距離;
(3) 整個運動過程中小滑塊與木板間摩擦產(chǎn)生的熱量。
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【題目】如圖所示,一段導線abcd位于磁感應強度大小為B的勻強磁場中,且與磁場方向(垂直于紙面向里)垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L,且∠abc=∠bcd=135°。流經(jīng)導線的電流為I,方向如圖中箭頭所示。導線段abcd所受到的磁場的作用力的合力 ( )
A. 方向沿紙面向上,大小為(+1)ILB
B. 方向沿紙面向上,大小為(-1)ILB
C. 方向沿紙面向下,大小為(+1)ILB
D. 方向沿紙面向下,大小為(-1)ILB
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【題目】為測量某金屬絲的電阻率,小明同學取來一段粗細均勻、長為的金屬絲進行實驗.
(1)用螺旋測微器測金屬絲的直徑d,讀數(shù)如圖甲所示.則d=______mm.
(2)用一電阻檔有三個倍率(分別是×1、×10、×100)的多用電表粗測其電阻.選用×10檔測量某電阻時,操作步驟正確,發(fā)現(xiàn)表頭指針向右偏轉角度很大,為了較準確地進行測量,應換到______檔.重新正確操作后,表盤的示數(shù)如圖乙所示,其讀數(shù)為______Ω.
(3)進一步準確測量金屬絲的電阻,實驗室提供的器材有:
A.直流電源E(電動勢4V,內(nèi)阻不計);
B.電流表Al(量程0~0.6A,內(nèi)阻約1Ω)
C.電流表A2(量程0~150mA,內(nèi)阻約2Ω);
D.電壓表V(量程0~3V,內(nèi)阻約10kΩ);
E.滑動變阻器R1(阻值范圍0~15Ω,允許通過的最大電流2.0A);
F.滑動變阻器R2(阻值范圍0~2kΩ,允許通過的最大電流0.5A);
G.待測電阻絲Rx,開關、導線若干.
①實驗中,小明設計了如圖丙所示的電路,其中電流表應選用_____(填A1或A2),滑動變阻器應選用_____(填R1或R2).
②請用筆畫線代替導線在圖丁中完成實物電路連接______________(部分連線已畫出).
③若實驗中測得該金屬絲的電阻為Ro,則計算這種電阻絲材料電阻率的表達式為ρ=______(用題中給定的物理量符號和已知常數(shù)表示).
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