【題目】避險車道是避免惡性交通事故的重要設施,由制動坡床和防撞設施等組成,如圖豎直平面內(nèi),制動坡床視為與水平面夾角為的斜面。一輛長12 m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛入制動坡床,當車速為23 m/s時,車尾位于制動坡床的低端,貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動,當貨物在車廂內(nèi)滑動了4 m時,車頭距制動坡床頂端38 m,再過一段時間,貨車停止。已知貨車質量是貨物質量的4倍,貨物與車廂間的動摩擦因數(shù)為0.4;貨車在制動坡床上運動受到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的0.44倍。貨物與貨車分別視為小滑塊和平板,取。求:
(1)貨物在車廂內(nèi)滑動時加速度的大小和方向;
(2)制動坡床的長度。
【答案】(1)5m/s2,方向沿斜面向下(2)98m
【解析】(1)設貨物的質量為m,貨物在車廂內(nèi)滑動過程中,貨物與車廂的動摩擦因數(shù)μ=0.4,受摩擦力大小為f,加速度大小為a1,則①
②
聯(lián)立①②并代入數(shù)據(jù)得a1=5 m/s③
a1的方向沿制動坡床向下。
(2)設貨車的質量為M,車尾位于制動坡床底端時的車速為v=23 m/s。貨車在車廂內(nèi)開始滑動到車頭距制動坡床頂端s0=38m的過程中,用時為t,貨物相對制動坡床的運動距離為s1,在車廂內(nèi)滑動的距離s=4m,貨車的加速度大小為a2,貨車相對制動坡床的運動距離為s2。貨車受到制動坡床的阻力大小為F,F(xiàn)是貨車和貨物總重的k倍,k=0.44,貨車長度l0=12m,制動坡床的長度為l,則④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
聯(lián)立①②③-⑨并代入數(shù)據(jù)得⑩
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【題目】研究放射性元素射線性質的實驗裝置如圖所示。兩塊平行放置的金屬板A、B分別與電源的兩極a、b連接,放射源發(fā)出的射線從其上方小孔向外射出。則
A.a為電源正極,到達A板的為α射線
B.a為電源正極,到達A板的為β射線
C.a為電源負極,到達A板的為α射線
D.a為電源負極,到達A板的為β射線
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【題目】某同學改裝和校準電壓表的電路圖如圖所示,圖中虛線框內(nèi)是電壓表的改裝電路。
(1)已知表頭G滿偏電流為100 μA,表頭上標記的內(nèi)阻值為900 Ω。R1、R2和R3是定值電阻。利用R1和表頭構成1 mA的電流表,然后再將其改裝為兩個量程的電壓表。若使用a、b兩個接線柱,電壓表的量程為1 V;若使用a、c兩個接線柱,電壓表的量程為3 V。則根據(jù)題給條件,定值電阻的阻值應選R1=_______Ω,R2=_______Ω,R3=_______Ω。
(2)用量程為3 V,內(nèi)阻為2 500 Ω的標準電壓表對改裝表3 V擋的不同刻度進行校準。所用電池的電動勢E為5 V;滑動變阻器R有兩種規(guī)格,最大阻值分別為50 Ω和5 kΩ。為方便實驗中調(diào)節(jié)電壓,圖中R應選用最大阻值為______Ω的滑動變阻器。
(3)校準時,在閉合開關S前,滑動變阻器的滑動端P應靠近_______(填“M”或“N”)端。
(4)若由于表頭G上標記的內(nèi)阻值不準,造成改裝后電壓表的讀數(shù)比標準電壓表的讀數(shù)偏小,則表頭G內(nèi)阻的真實值_______(填“大于”或“小于”)900 Ω。
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【題目】用如圖所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻。實驗器材:待測電源(電動勢約3 V,內(nèi)阻約2 Ω),保護電阻R1(阻值10 Ω)和R2(阻值5 Ω),滑動變阻器R,電流表A,電壓表V,開關S,導線若干。
實驗主要步驟:
(i)將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大,閉合開關;
(ii)逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值,記下電壓表的示數(shù)U和相應電流表的示數(shù)I;
(iii)以U為縱坐標,I為橫坐標,作U–I圖線(U、I都用國際單位);
(iv)求出U–I圖線斜率的絕對值k和在橫軸上的截距a。
回答下列問題:
(1)電壓表最好選用_____;電流表最好選用_____。
A.電壓表(0~3 V,內(nèi)阻約15 kΩ)
B.電壓表(0~3 V,內(nèi)阻約3 kΩ)
C.電流表(0~200 mA,內(nèi)阻約2 Ω)
D.電流表(0~30 mA,內(nèi)阻約2 Ω)
(2)滑動變阻器的滑片從左向右滑動,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大。兩導線與滑動變阻器接線柱連接情況是_____。
A.兩導線接在滑動變阻器電阻絲兩端接線柱
B.兩導線接在滑動變阻器金屬桿兩端接線柱
C.一條導線接在滑動變阻器金屬桿左端接線柱,另一條導線接在電阻絲左端的接線柱
D.一條導線接在滑動變阻器金屬桿右端接線柱,另一條導線接在電阻絲右端的接線柱
(3)選用k、a、R1和R2表示待測電源的電動勢E和內(nèi)阻r的表達式E=______,r=______,代入數(shù)值可得E和r的測量值。
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【題目】美國宇航局的“信使”號水星探測器按計劃將在2015年3月份隕落在水星表面。工程師找到了一種聰明的辦法,能夠使其壽命再延長一個月。這個辦法就是通過向后釋放推進系統(tǒng)中的高壓氦氣來提升軌道。如圖所示,設釋放氦氣前,探測器在貼近水星表面的圓形軌道Ⅰ上做勻速圓周運動,釋放氦氣后探測器進入橢圓軌道Ⅱ上,忽略探測器在橢圓軌道上所受外界阻力,則下列說法中正確的是( )
A. 探測器在軌道Ⅰ上A點運行速率大于在軌道Ⅱ上B點速率
B. 探測器在軌道Ⅱ上某點的速率可能等于在軌道Ⅰ上速率
C. 探測器在軌道Ⅱ上運行的周期小于在軌道Ⅰ運行的周期
D. 探測器在軌道Ⅰ和軌道Ⅱ上A點加速度大小不同
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【題目】圖甲是回旋加速器的工作原理圖。D1和D2是兩個中空的半圓金屬盒,它們之間有一定的電勢差,A處的粒子源產(chǎn)生的帶電粒子,在兩盒之間被電場加速。兩半圓盒處于與盒面垂直的勻強磁場中,所以粒子在半圓盒中做勻速圓周運動。若帶電粒子在磁場中運動的動能Ek隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示,不計帶電粒子在電場中的加速時間,不考慮由相對論效應帶來的影響,下列判斷正確的是( )
A.在Ek—t圖中應該有tn+1- tn =tn-tn-1
B.在Ek—t圖中應該有tn+1- tn <tn-tn-1
C.在Ek—t圖中應該有En+1- En =En-En-1
D.在Ek—t圖中應該有En+1-En <En-En-1
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【題目】小明設計的電磁健身器的簡化裝置如圖所示,兩根平行金屬導軌相距l(xiāng)=0.50 m,傾角θ=53°,導軌上端串接一個R=0.05 Ω的電阻。在導軌間長d=0.56 m的區(qū)域內(nèi),存在方向垂直導軌平面向下的勻強磁場,磁感應強度B=2.0 T。質量m=4.0 kg的金屬棒CD水平置于導軌上,用絕緣繩索通過定滑輪與拉桿GH相連。CD棒的初始位置與磁場區(qū)域的下邊界相距s=0.24 m。一位健身者用恒力F=80 N拉動GH桿,CD棒由靜止開始運動,上升過程中CD棒始終保持與導軌垂直。當CD棒到達磁場上邊界時健身者松手,觸發(fā)恢復裝置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8,不計其他電阻、摩擦力以及拉桿和繩索的質量)。求
(1)CD棒進入磁場時速度v的大;
(2)CD棒進入磁場時所受的安培力FA的大小;
(3)在拉升CD棒的過程中,健身者所做的功W和電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q。
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【題目】如圖所示為著名的“阿特伍德機”裝置示意圖。跨過輕質定滑輪的輕繩兩端懸掛兩個質量均為M的物塊,當左側物塊附上質量為m的小物塊時,該物塊由靜止開始加速下落,下落h后小物塊撞擊擋板自動脫離,系統(tǒng)以v勻速運動。忽略系統(tǒng)一切阻力,重力加速度為g.若測出v,則可完成多個力學實驗。下列關于此次實驗的說法,正確的是
A.系統(tǒng)放上小物塊后,輕繩的張力增加了mg
B.可測得當?shù)刂亓铀俣?/span>
C.要驗證機械能守恒,需驗證等式mgh=Mv2,是否成立
D.要探究合外力與加速度的關系,需探究是否成立
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【題目】甲乙兩個學習小組分別利用單擺測量重力加速度。
(1)甲組同學采用圖甲所示的實驗裝置。
①為比較準確地測量出當?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值,除秒表外,在下列器材中,還應該選用 ;(用器材前的字母表示)
a.長度接近1m的細繩
b.長度為30cm左右的細繩
c.直徑為1.8cm的塑料球
d.直徑為1.8cm的鐵球
e.最小刻度為1cm的米尺
f.最小刻度為1mm的米尺
②該組同學先測出懸點到小球球心的距離L,然后用秒表測出單擺完成n次全振動所用的時間t。請寫出重力加速度的表達式g= 。(用所測物理量表示)
③在測量擺長后,測量周期時,擺球振動過程中懸點O處擺線的固定出現(xiàn)松動,擺長略微變長,這將會導致所測重力加速度的數(shù)值 。(選填“偏大”、“偏小”或 “不變”)
(2)乙組同學在圖甲所示裝置的基礎上再增加一個速度傳感器,如圖乙所示。將擺球拉開一小角度使其做簡諧運動,速度傳感器記錄了擺球振動過程中速度隨時間變化的關系,如圖丙所示的v―t圖線。
①由圖丙可知,該單擺的周期T= s;
②更換擺線長度后,多次測量,根據(jù)實驗數(shù)據(jù),利用計算機作出T2―L(周期平方―擺長)圖線,并根據(jù)圖線擬合得到方程。由此可以得出當?shù)氐闹亓铀俣?/span>g= m/s2。(取π2=9.86,結果保留3位有效數(shù)字)
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