【題目】某同學想利用如圖所示的實驗裝置來驗證動能定理.在一端帶滑輪的長木板上固定一個光電門,光電門在滑輪附近,與光電門相連的數(shù)字毫秒計可以顯示出小車上的遮光片經(jīng)過光電門的時間.在遠離滑輪的另一端附近固定一標桿.滑塊通過細線與重物相連,細線的拉力大小等于力傳感器的示數(shù).
(1)下列說法正確的是(______)
A.平衡摩擦力時必須將重物通過細線掛在小車上
B.平衡摩擦力的目的是保證細繩對小車的拉力等于小車受到的合力
C.本實驗中沒有必要測量重物的質(zhì)量
D.為減小系統(tǒng)誤差,必須保證小車與遮光片的總質(zhì)量遠遠大于重物的質(zhì)量
(2)刻度尺的零刻線與標桿重合,光電門對應刻度尺的位置如上圖的箭頭所示,則標桿與光電門的距離__________.如圖所示.用20分度的游標卡尺測出遮光片的寬度__________.
(3)用天平測得小車及遮光片的總質(zhì)量為,在平衡好摩擦力后,每次都使小車上的遮光片從標桿處由靜止開始運動,并記下遮光片通過光電門的時間及力傳感器的顯示的力的大小.以小車為研究對象驗證動能定理,需要下列物理量:小車通過光電門時的速度大小_____,外力對小車做功_______.實驗需要驗證的關(guān)系式為__________.(以上填空處均用題中給出的已知物理量的字母表示.)
【答案】BC 78.25(78.23~78.27) 20.45
【解析】
解決實驗問題首先要理解該實驗原理、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項,其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應當清楚,其次注意刻度尺和游標卡尺的讀數(shù)方法.由于遮光條通過光電門的時間極短,可以用平均速度表示瞬時速度,再根據(jù)動能定理的內(nèi)容即可解決問題.
(1)[1] A. 平衡摩擦力時,應將繩從小車上拿去,輕輕推動小車,使小車沿木板運動,通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動,A錯誤;
B. 平衡摩擦力以后,重力的分力與摩擦力相互抵消,細繩對小車的拉力就等于小車受到的合力,B正確;
C. 拉力是直接通過傳感器測量的,與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量的大小無關(guān),也沒有必要測量重物的質(zhì)量,C正確,D錯誤.
故選BC.
(2)[2] 毫米刻度尺的分度值為1mm,需要估讀到下一位,由圖得出,標桿A與光電門的距離L=78.25cm.
[3] 游標卡尺的分度值為0.05mm,游標尺第9格與主尺對齊,最終讀數(shù)為:.
(3)[4]極短時間內(nèi)的平均速度表示瞬時速度,則滑塊經(jīng)過光電門時的速度表達式為:
外力對小車做功為:
動能定理的內(nèi)容是合外力對物體做的功等于物體動能的變化量,則需要證明:
即:
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【題目】某課外學習小組想描繪標有“4 V、2 W”的小燈泡的U—I圖象 , 除導線和開關(guān)外還備有以下器材可供選擇:
A.電流表(量程0.6 A ,內(nèi)阻約為1 Ω)
B.電流表(量程3.0 A ,內(nèi)阻約為0.2 Ω)
C.電壓表(量程5.0 V ,內(nèi)阻約為5 kΩ)
D.電壓表(量程15.0 V ,內(nèi)阻約為15 kΩ)
E.滑動變阻器(最大阻值為200Ω,額定電流100 mA)
F.滑動變阻器(最大阻值為10Ω,額定電流1.0 A) G.電源(電動勢為6.0 V,內(nèi)阻約為1.5 Ω)
(1)實驗中所用的電流表應選___________;電壓表選__________;滑動變阻器應選________.(只需填器材前面的字母代號)
(2)將圖中的實物連接成實驗所需的電路(有兩根導線已經(jīng)接好)__________.
(3)實驗開始時,滑動變阻器的滑片應該置于最__________端.(填“左”或“右”)
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【題目】有一起重機用的是直流電動機,其內(nèi)阻r=0.8 Ω,連接入如圖所示電路,線路電阻R=10 Ω,電源電壓U=150 V,電壓表示數(shù)為110 V,求:
(1)通過電動機的電流;
(2)輸入到電動機的功率P入;
(3)電動機的發(fā)熱功率Pr,電動機輸出的機械功率。
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【題目】如圖所示,一平行板電容器的A、B兩極板與一電壓恒定的電源相連,極板水平放置,極板間距為d,兩極板間有一個質(zhì)量為m的帶電粒子靜止于P點。下列說法正確的是
A. 帶電粒子帶負電
B. 若僅將A板稍微向上移動一定距離,則帶電粒子仍將保持靜止
C. 若僅將兩極板各繞其中點快速順時針轉(zhuǎn)過一定小角度后,則粒子將向左做直線運動
D. 若斷開電源并將B板稍向右移動一定距離,則帶電粒子將向上做直線運動
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【題目】某實驗小組利用圖示裝置進行“探究動能定理”的實驗,實驗步驟如下:
A.掛上鉤碼,調(diào)節(jié)長木板的傾角,輕推小車后,使小車能沿長木板向下做勻速運動;調(diào)整光電門與斜面垂直;
B.取下輕繩和鉤碼,保持A中調(diào)節(jié)好的長木板傾角不變,接通光電門電源,然后讓小車從長木板頂端靜止下滑,記錄小車通過光電門的時間t
C.重新掛上細繩和鉤碼,改變鉤碼的個數(shù),重復A到B的步驟.
回答下列問題:
(1)按上述方案做實驗,長木板表面粗糙對實驗結(jié)果是否有影響?__________(填“是”或“否”);
(2)若要驗證動能定理的表達式,已知遮光條的寬度d,還需測量的物理量有______;(多選項)
A.懸掛鉤碼的總質(zhì)量m
B.長木板的傾角θ
C.小車的質(zhì)量M
D.釋放小車時遮光條正中間到光電門沿斜面距離L
E.釋放小車時小車前端到光電門沿斜面距離L
(3)根據(jù)實驗所測的物理量,動能定理的表達式為:________(重力加速度為g)
(4)本實驗采用光電門測速,造成速度測量誤差,具體的原因是__________________
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【題目】圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖,在勻強磁場中,一只矩形金屬線圈繞與磁場方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)運,產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖乙所示,發(fā)電機線圈內(nèi)阻為,外接一只電阻為的燈泡,不計電路的其他電阻,則( )
A.圖甲中線圈平面恰與中性面平行B.每秒鐘內(nèi)電流方向改變100次
C.燈泡兩端的電壓為20VD.0~0.01s時間內(nèi)通過燈泡的電荷量為0
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【題目】如圖所示,矩形線圈abcd的匝數(shù)為 n=50匝,線圈ab的邊長為L1=0.2 m,bc的邊長為L2=0.25 m,在磁感應強度為B=0.4 T的勻強磁場中,繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO′軸勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動的角速度ω=rad/s,試求:
(1)穿過線圈平面的最大磁通量Φm;
(2)線圈在題圖所示位置(線圈平面與磁感線平行)時,感應電動勢e的大。
(3)若線圈在中性面位置開始計時,寫出此交變電流電動勢瞬時值表達式。
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【題目】一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,t時刻波形圖如圖中的實線所示,此時波剛好傳到了P點,t+0.6s時刻的波形如圖中的虛線所示,a、b、c、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點,則以下說法正確的是(_____)
A.這列波的波速可能為50m/s
B.質(zhì)點a在這段時間內(nèi)通過的路程一定小于30cm
C.質(zhì)點d在這段時間內(nèi)通過的路程可能為60cm
D.若T=0.8s,則當t+0.5s時刻,質(zhì)點b、P的位移相同
E.若T=0.8s,則當t+0.4s時刻開始計時,則質(zhì)點c的振動方程為
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【題目】如圖所示,金屬桿MN用兩根絕緣細線懸于天花板的O、O′點桿中通有垂直于紙面向里的恒定電流空間有豎直向上的勻強磁場,桿靜止時處于水平,懸線與豎直方向的夾角為θ,若將磁場在豎直面內(nèi)沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)過90°,在轉(zhuǎn)動過程中通過改變磁場磁感應強度大小保持懸線與豎直方向的夾角不變,則在轉(zhuǎn)動過程中,磁場的磁感應強度大小的變化情況是
A. 一直減小 B. 一直增大
C. 先減小后增大 D. 先增大后減小
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