【題目】(14分)如圖甲所示,用包有白紙的質(zhì)量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物;蘸有顏料的毛筆固定在電動機的飛輪上并隨之勻速轉(zhuǎn)動,以替代打點計時器.燒斷懸掛圓柱棒的線后,圓柱棒豎直自由下落,毛筆就在圓柱棒面的紙上畫出記號。如圖乙所示.設毛筆接觸棒時不影響棒的運動,測得記號之間的距離依次為26.0 mm、50.0 mm、74.0mm、98.0 mm、122.0 mm、146.0 mm,由此可驗證機械能守恒定律.已知電動機銘牌上標有“1200 r/min”字樣。根據(jù)以上內(nèi)容回答下列問題。
(1)毛筆畫相鄰兩條線的時間間隔T= s.
(2)根據(jù)圖乙所給的數(shù)據(jù)可知:毛筆畫下記號“3”時,圓柱棒下落的速度= m/s;畫下記號“6”時,圓柱棒下落的速度= m/s;在毛筆畫下記號“3”到畫下記號“6”的這段時間內(nèi),棒的動能的增加量為 J,重力勢能的減少量為 J.
由此可得出的結(jié)論是: (g=9.8m/s2,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
【答案】(1)0.05(2)1.24 2.68 2.82 2.88 在實驗誤差允許的范圍內(nèi),圓柱棒下落的過程中機械能守恒
【解析】試題分析:了解該實驗裝置的原理,它類似于打點計時器,蘸有顏料的毛筆隨電動機轉(zhuǎn)一圈就在圓柱棒面上的紙上畫出記號,這就像打點計時器每隔一定時間就打一個點.數(shù)據(jù)的處理思路與打點計時器打出來的紙帶處理一樣。利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度,從而求出動能。根據(jù)功能關系得重力勢能減小量等于重力做功的數(shù)值。(1)毛筆畫相鄰兩條線的時間間隔為電動機的轉(zhuǎn)動周期。已知電動機銘牌上標有“1200r/min”字樣,即每秒轉(zhuǎn)20周,所以T=0.05s
(2)利用勻變速直線運動的推論=1.24m/s,同理=2.68m/s;3到6之間棒的動能的變化量為="2.82" J
根據(jù)重力勢能的定義式得:
重力勢能減小量△Ep=mgh=1.0×9.8×(0.122+0.098+0.074)J="2.88" J.
重力勢能減小量略大于3、6之間棒的動能的變化量,所以在誤差允許范圍內(nèi)圓柱下落過程中機械能守恒.
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【題目】在做“研究平拋物體的運動”實驗時
(1)除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘、鐵架臺、白紙之外,下列器材中還需要的是______
A.秒表 B.天平 C.重垂線 D.刻度尺
(2)在此實驗中,某同學只記錄了A、B、C
三個點而忘了拋出點的位置,今取A為坐標原點,建立了如圖所示的坐標系,平拋軌跡上三點的坐標值圖中已標出,g=10m/s2,則:
①小球由A運動到B所用的時間為______s;
②小球平拋的初速度為______m/s;
③小球經(jīng)過B點時的速度大小為______m/s;
④小球水平拋出點的坐標為x=_____cm,y=______cm.
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【題目】“綠色環(huán)保、低碳出行”的理念已經(jīng)被越來越多的人們所接受。上班族王強早上7 :10從家里出發(fā) 步行800米后,進入1號地鐵站乘坐地鐵,依次經(jīng)過2、3、4、5號站,7 : 40從第6號站下地鐵,在站ロ騎共享單車前行1200米到上班地點。不計地鐵站ロ到站臺間的距離,假設相鄰兩地鐵站間的距離相等,地鐵線路為直線。若地鐵列車從ー站由靜止啟動后,先勻加速運動18s,加速度a=1.0m/s2,再勻速運動 90s,接著勻減速運動10s到達下ー站停住。地鐵列車在相鄰兩站的運動情況均相同。
(1)按上面的行進路線,王強上班行進的路線長為多少?
(2)如果開車上班,也走相同長度的路線,小型燃油車運行中平均每公里排放氣態(tài)污染物0.15kg,則王強開車上班一次排放氣態(tài)污染物的質(zhì)量是多少?(結(jié)果保留兩位小數(shù))
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【題目】用伏安法測電阻時,由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響,測量結(jié)果總存在系統(tǒng)誤差。按下圖甲所示的電路進行測量,可以消除這種系統(tǒng)誤差.
(1)該實驗的第一步是:閉合開關S1,將開關S2接2,調(diào)節(jié)滑動變阻器Rp,和r,使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程.讀出這時電壓表和電流表的示數(shù)U1,I2;請你接著寫出第二步,并說明需要記錄的數(shù)據(jù):_________________ 。
(2)由以上記錄數(shù)據(jù)計算被測電阻Rx的表達式是Rx= ________ ;
(3)將圖乙中給出的儀器按照電路圖的要求連接起來 _______。
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【題目】如圖所示,斜面體A上的物塊P用平行于斜面的輕質(zhì)彈簧拴接在擋板B上,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),F(xiàn)對物塊P施加水平向右的推力F,整個系統(tǒng)仍處于靜止狀態(tài),已知彈簧處于壓縮狀態(tài),則施加推力F后,下列說法正確的是( )
A. 物塊P與斜面之間一定存在摩擦力
B. 地面對斜面體A不一定存在摩擦力
C. 若增大推力F,物塊P仍靜止,P與斜面之間的摩擦力一定變小
D. 若增大推力F,物塊P仍靜止,P與斜面之間的摩擦力可能變大
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【題目】如圖所示電路中,電源電動勢為E,電源內(nèi)阻為r,R1、R2、R3均為定值電阻,平行板電容器中帶電粒子P現(xiàn)處于靜止狀態(tài),電流表和電壓表均為理想電表,當滑動變阻器R4的滑片向b端移動時,則
A. 電流表讀數(shù)增大
B. 電壓表讀數(shù)增大
C. 粒子P將向下運動
D. R3上消耗的功率保持不變
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【題目】一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,當波傳到x=2.0m處的P點時開始計時,該時刻波形如圖所示,t=0.7s時,觀測到質(zhì)點P第二次到達波谷位置,下列說法正確的是________。
A.波速為5m/s
B.t=1.4s時,質(zhì)點P在平衡位置處向上振動
C.t=l.6s時,平衡位置在x=4.5m處的質(zhì)點Q第三次到達被谷
D.0~2s時間內(nèi),平衡位置在x=4.5m處的質(zhì)點Q通過的路程為75cm
E.能與該波發(fā)生穩(wěn)定干涉的另一列簡諧橫波的頻率一定為5Hz
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【題目】如圖所示,一圓柱形汽缸直立在水平地面上,橫截面積為S,內(nèi)有厚度可忽略、質(zhì)量為M可上下移動的活塞,在距缸底高為2H0的缸口處有固定的卡環(huán),使活塞不會從汽缸中頂出,汽缸壁和活塞都絕熱,活塞下方距缸底高為H0處還有一固定的可導熱的隔板,將容器分為A、B兩部分,A、B中封閉有同種理想氣體,開始時A、B中氣體的溫度均為27℃,壓強均為1.5p0,已知外界大氣壓強為p0,活塞距汽缸底的高度為1.8 H0,F(xiàn)通過B中的電熱絲緩慢加熱氣體,不計一切摩擦,當A中氣體的壓強為2p0時,求A中氣體的溫度和B中氣體的壓強。
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【題目】如圖甲所示,一絕緣的豎直圓環(huán)上均勻分布著正電荷,一光滑細桿垂直圓環(huán)平面從圓心穿過圓環(huán),桿上套有帶正電的小球,現(xiàn)使小球從a點由靜止釋放,并開始計時,后經(jīng)過b、c兩點,其運動過程中的v-t圖象如圖乙所示。下列說法正確的是( )
A. 帶電圓環(huán)在圓心處產(chǎn)生的場強大于零
B. b點電勢高于c點電勢
C. b點場強大于c點場強
D. 電勢差 大于
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