【題目】某同學(xué)設(shè)計出如圖所示的實驗裝置來“驗證機械能守恒定律”,讓小球從A點自由下落,下落過程中經(jīng)過A點正下方的光電門B時,光電計時器記錄下小球通過光電門時間t,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span> g。
(1)為了驗證機械能守恒定律,該實驗還需要測量下列哪些物理量_________。
A.小球的質(zhì)量m
B.AB之間的距離H
C.小球從A到B的下落時間tAB
D.小球的直徑d
(2)小球通過光電門時的瞬時速度v =_________(用題中所給的物理量表示)。
(3)調(diào)整AB之間距離H,多次重復(fù)上述過程,作出隨H的變化圖象如圖所示,當(dāng)小球下落過程中機械能守恒時,該直線斜率k0=__________。
(4)在實驗中根據(jù)數(shù)據(jù)實際繪出—H圖象的直線斜率為k(k<k0),則實驗過程中所受的平均阻力f與小球重力mg的比值= _______________(用k、k0表示)。
【答案】BD; ; ; ;
【解析】
該題利用自由落體運動來驗證機械能守恒,因此需要測量物體自由下落的高度hAB,以及物體通過B點的速度大小,在測量速度時我們利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度,因此明白了實驗原理即可知道需要測量的數(shù)據(jù);由題意可知,本實驗采用光電門利用平均速度法求解落地時的速度;則根據(jù)機械能守恒定律可知,當(dāng)減小的機械能應(yīng)等于增大的動能;由原理即可明確注意事項及數(shù)據(jù)的處理等內(nèi)容。
(1)根據(jù)機械能守恒的表達式可知,方程兩邊可以約掉質(zhì)量,因此不需要測量質(zhì)量,故A錯誤;根據(jù)實驗原理可知,需要測量的是A點到光電門B的距離H,故B正確;利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度,不需要測量下落時間,故C錯誤;利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度時,需要知道擋光物體的尺寸,因此需要測量小球的直徑,故D正確。故選BD。
(2)已知經(jīng)過光電門時的時間小球的直徑;則可以由平均速度表示經(jīng)過光電門時的速度;
故;
(3)若減小的重力勢能等于增加的動能時,可以認(rèn)為機械能守恒;則有:mgH=mv2;
即:2gH=()2
解得:,那么該直線斜率k0=。
(4)乙圖線=kH,因存在阻力,則有:mgH-fH=mv2;
所以重物和紙帶下落過程中所受平均阻力與重物所受重力的比值為;
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【題目】如圖電路,變阻器R1最大值為4Ω,此時它的有效阻值為2Ω,定值電阻R2= 6Ω,電源內(nèi)阻r= 1Ω,當(dāng)開關(guān)S閉合時,電源的總功率為16W,輸出功率為12W,這時燈正常發(fā)光,求:
(1)電燈的電阻。
(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時,要使電燈仍正常發(fā)光,R1的滑片應(yīng)移到什么位置?并求此時電源的輸出功率及電源的效率。
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【題目】物體靜止在水平地面上,在豎直向上的拉力F作用下向上運動.不計空氣阻力,物體的機械能E與上升高度h的大小關(guān)系如圖所示,其中曲線上點A處的切線斜率最大,h2~h3的圖線為平行于橫軸的直線.則下列判斷正確的是( )
A. 在h1處物體所受的拉力最大
B. 在h2處物體的速度最大
C. h2~h3過程中拉力的功率為零
D. 0~h2過程中物體的加速度先增大后減小
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【題目】如圖所示,水平地面上有一傾角為θ的光滑斜面,一輕質(zhì)彈簧一端固定在豎直墻壁上的O點,另一端連接一質(zhì)量為m的木塊。開始時,把木塊放在斜面上某位置,木塊和斜面均靜止不動,此時彈簧水平且處于壓縮狀態(tài)。已知重力加速度為g,則下列說法正確的是
A. 開始時,彈簧彈力大小等于
B. 開始時,斜面受到三個力的作用
C. 若將O點稍微下移一點,木塊仍可能在原位置靜止
D. 若將O點稍微上移一點,木塊仍可能在原位置靜止
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【題目】實驗小組用如圖電路測量一表頭刻度清晰但數(shù)值標(biāo)度模糊的直流電流表的量程和內(nèi)阻。所給的器材有:電池E(電動勢約4.5 V);待測電流表A(量程約0~300 mA,內(nèi)阻約為5 Ω);電壓表V(量程0~3 V);電阻箱R1 ;滑動變阻器R2(0~10 Ω);電鍵S和導(dǎo)線若干。
(1)請完成主要實驗的步驟:
A.連接好實驗電路,把變阻器的滑動片調(diào)到最左端,電阻箱阻值調(diào)為0;
B.閉合電鍵,調(diào)節(jié)變阻器的滑動片,使電流表指針滿偏,記錄電壓表V的讀數(shù)U;
C.逐漸增大電阻箱的阻值,同時_______(選填“向左”、“向右”)調(diào)節(jié)變阻器的滑動片,使電流表的指針保持________,記錄幾組電阻箱的阻值R和電壓表V的讀數(shù)U。
(2)根據(jù)多次測得的數(shù)據(jù)作出電壓表讀數(shù)U隨電阻箱阻值R變化的U—R圖線,若圖線的斜率為k,在U軸上的截距為b,則電流表的量程為________,內(nèi)阻為_________。
(3)不考慮偶然誤差,只考慮電表內(nèi)阻可能造成的系統(tǒng)誤差,則與真實值相比,電流表內(nèi)阻的測量值________(選填“偏大”、“偏小”、“相等”)。
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【題目】如圖所示,在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一橫截面為四分之一圓周的柱狀玻璃體OPQ,OP=OQ=R,一束單色光垂直OP面射入玻璃體,在OP面上的入射點為A, ,此單色光通過玻璃體后沿BD方向射出,且與x軸交于D點, 。
(1)求該玻璃的折射率。
(2)若真空中光速為C,求光從A傳播到D的所用時間。
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【題目】“打籃球”是同學(xué)們喜愛的一種體育活動,小明和同學(xué)們在室外打了一段時間籃球后,發(fā)現(xiàn)籃球內(nèi)氣壓不足,于是他拿到室內(nèi)充氣,已知室外溫度為-3℃,室內(nèi)溫度為17℃;@球體積,假定在室外時,籃球內(nèi)部氣體的壓強為個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。充氣筒每次充入,壓強為個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的空氣,整個過程中,不考慮籃球體積的變化和充氣過程中氣體溫度的變化,計算時,籃球內(nèi)部氣體按理想氣體處理。試問:小明在室內(nèi)把籃球內(nèi)氣體的壓強充到個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓以上,他至少充氣多少次?
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【題目】一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置,圓心為O點,質(zhì)量為m的帶正電小球(可視為質(zhì)點)從O點正上方距離為h的A點由靜止下落,并穿過圓環(huán).小球在從A點運動到A點關(guān)于O點對稱的A′點的過程中,其加速度a、重力勢能Ep重、機械能E、電勢能Ep電,隨位置變化的圖像如圖所示(規(guī)定O點為坐標(biāo)原點且重力勢能為0,豎直向下為加速度的正方向,并取無限遠(yuǎn)處電勢為0),其中可能正確的是
A. B. C. D.
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【題目】某課外興趣小組欲測定一新型合金材料的電阻率,他們選擇由該材料制成的電阻絲,進行了下列操作。
(1)用多用電表粗測該電阻絲的電阻:
①旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān),使其對準(zhǔn)歐姆擋的“×1 k”擋;
②將兩表筆短接,調(diào)節(jié)表盤上的旋鈕____________(填圖甲中字母“S”或“T”),使指針對準(zhǔn)刻度盤上歐姆擋的零刻度,而后斷開兩表筆;
③將兩表筆分別接到被測電阻絲的兩端,發(fā)現(xiàn)多用表的指針位置如圖甲中b指針?biāo)荆?/span> 隨后斷開兩表筆;
④旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān),使其對準(zhǔn)歐姆擋的“×100”擋,重新歐姆調(diào)零后,再將兩表筆分別連接到被測電阻絲的兩端進行測量,結(jié)果多用電表的指針位置如圖甲中a指針?biāo)?/span>
⑤旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān),使其對準(zhǔn)“OFF”擋,并拔出兩表筆。
(2)若該興趣小組想用伏安法較準(zhǔn)確地測定該電阻絲的阻值,實驗室可供選用的器材有:
A.電壓表 V1(量程為3 V,內(nèi)阻約為3 kΩ)
B.電壓表V2(量程為15 V,內(nèi)阻約為15 kΩ)
C.電流表A1(量程為3 mA,內(nèi)阻約為20 Ω)
D.電流表A2(量程為10 mA,內(nèi)阻約為7 Ω)
E.滑動變阻器R(最大阻值為10 Ω)
F.電源E(電動勢為4.5 V,內(nèi)阻約為0.5 Ω)
G.開關(guān)S,導(dǎo)線若干
①要使電流表和電壓表的示數(shù)都能達到滿偏的三分之一以上,在所提供的電流表中應(yīng)選用____________,電壓表應(yīng)選用_____________;(填器材前的字母)
②在虛線方框乙中畫出測定該電阻絲的實驗電路圖,并對選用的器材進行標(biāo)注。
(3)若測得電阻絲的長度為l、直徑為d和阻值為R,則該新型材料的電阻率ρ=__________。
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