【题目】如图,倾角为θ=37°的斜面上存在有界的磁场,磁场的上、下边界水平,相距为d=0.356m,磁感应强度大小为B=1.00T,方向垂直斜面向上。在斜面上距离磁场上边界为2L=0.400m处由静止释放一个匝数N=5、质量为m=0.125kg、电阻为R=2.00Ω、边长为L=0.200m (L<d)的正方形细小导线框,导线框与斜面间的动摩擦因数为μ=0.350。已知导线框下边刚进入磁场时的速度和下边刚离开磁场时的速度相同,运动过程中导线框下边保持水平,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6。求
⑴线框下边刚进入磁场时,线框的加速度a的大小
⑵线框穿越磁场的过程中的最小速度的大小
⑶线框穿越磁场的过程中产生的总焦耳热Q
【答案】(1) (2) (3)
【解析】试题分析:设线框进入磁场时的速度为v0,由动能定理可得速度,再根据牛顿第二定律可得加速度;当线框全进磁场后将再次加速,故线框全进磁场瞬间速度为最小值,由能量转化和守恒定律得最小速度和总热量。
⑴设线框进入磁场时的速度为v0,由动能定理可得
代入数据解得:
进入磁场瞬间线框受安培力
线框进入磁场的瞬间,由牛顿第二定律得:
代入数据解得加速度为:,方向沿斜面向上
⑵当线框全进磁场后将再次加速,故线框全进磁场瞬间速度为最小值
由题意和对称性可知:当线框下边到达磁场下边界时的速度为,线框全部出磁场的瞬间的速度为最小值
设线框进入磁场的过程中产生的焦耳热为,由能量转化和守恒定律得
对线框全部进入磁场的瞬间到全部离开磁场的瞬间,由能量转化和守恒定律得
联立解得:
⑶故线框穿越磁场的过程中产生的焦耳热为
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【题目】利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验,从图示位置开始释放重锤。
(1)请指出图甲中的错误及不妥之处(只需写出两处)。
① ② ;
(2)改进实验中错误及不妥之处后,某同学经正确操作得到打点纸带,在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点,依次为1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到第一个打点的距离h,并正确求出打相应点时的速度v.各计数点对应的数据见下表:
计数点 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
h(m) | 0.124 | 0.194 | 0.279 | 0.380 | 0.497 | 0.630 | 0.777 |
v(m/s) | 1.94 | 2.33 | 2.73 | 3.13 | 3.50 | ||
v2(m2/s2) | 3.76 | 5.43 | 7.45 | 9.80 | 12.30 |
请在图乙坐标中,描点作出v2~h图线;由图线可知,重锤下落的加速度g′= m/s2(保留三位有效数字);若当地的重力加速度g= 9.80m/s2,根据作出的图线,能粗略验证自由下落的重锺机械能守恒的依据 .
(3)某同学选用两个形状相同质量不同的重物a和b进行实验测得几组数据,画出的图象如图丙所示,求出图线的斜率k,由图象可知a的质量m1 b的质量m2(选填“大于”或“小于”)。造成以上原因是实验过程中存在各种阻力,已知实验所用重物的质量m2=0.052kg,当地重力加速度g=9.78m/s2,则重物所受的平均阻力f= N。(结果保留两位有效数字)
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【题目】在“验证力的平行四边形定则”的实验中,某同学按照如下步骤进行操作:
a.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,
用图钉把白纸钉在方木板上;
b.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端检上两条细绳形成结点,细绳的另一端系着绳套;
c.如图甲,用两个弹簧测力计分别钩住绳套,
互成角度地拉橡皮条,使结点到达某一位置O,记录结点位置和两个弹賛测力计的示数、两根细绳的方向;
d.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边作平行四边形,画出它们所夹的对角线。
e.只用一个弹簧测力计通过细绳套拉橡皮条, ;并按同一标度作出这个力F的图示;
f.比较和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论。
①把步骤e中的内容补充完整_____________。
②本实验中步骤c和e两次拉橡皮条的过程,主要体现了下列哪种科学方法__________。
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法
③下列操作有利于减小实验误差的是_________ (填字母代号)。
A.实验前将两弹簧测力计调零后水平互钩对拉,选择两个读数相同的测力计
B.拴在橡皮条上的两条细绳必须等长,并且要尽量长一些
C.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行
D.用两弹賛测力计同时拉橡皮条时,两弹簧测力计的示数之差应尽可能大
E.在记录力的方向时,标记同一细绳方向的两点要远些
④图乙是该同学在白纸上根据实验数据用同一标度画出的图示,如果没有操作失误,图乙中的F与两力中,方向一定沿AO方向的是_________。
⑤若小明和小刚两位同学在家中想验证力的平行四边形定则,他们手中有一些弹性橡皮条(弹力满足胡克定律,劲度系数为k)。如图丙所示,他们将三根橡皮条的一端系在一起,另一端分别系上细线,仍保证橡皮条原长相同,测得原长L0=5.40cm。接下来把贴有白纸的木板放在水平桌面上,两人合作平行于纸面分别通过细线拉三根橡皮条至某一长度(在弹性限度内),保持状态不变;如图丁所示,记录此时结点位置和三个橡皮条另一端的位置,量出三个端点到结点O的距离分别为L1=9.20cm、L2=8.40cm、L3=7.50cm,请根据他们的实验过程和记录的数据作出验证力的平行四边形定则的图示,并说明是如何验证的。
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【题目】2017年11月,第十二届中国国际航空航天博览会在广东珠海如期举行,博览会还迎来了英国皇家空军“红箭”特技飞行表演队的中国航展首秀。如图所示,9架表演机保持队形不变飞过观礼台。下列关于“红箭”特技飞行表演的说法正确的是( )
A. 地面上的人看到飞机飞过,是以飞机为参考系
B. 飞行员看到观礼台向后掠过,是以地面为参考系
C. 以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是静止的
D. 以编队中某一飞机为参考系,其他飞机是运动的
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【题目】在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中,现除了有一个标有“2V 0.6W”的小灯泡、导线和开关外,还有。
A.电源(电动势约为3V,内阻可不计)
B.电流表(量程0~3A,内阻约为(0.1Ω)
C 电流表量程0~300mA,内阻约为2Ω)
D.电压表量程0~15V,内阻约为20kΩ)
E.电压表量程0~2.5V,内阻约为5kΩ)
F.滑动变阻器(最大阻值5Ω,允许通过的最大电流为2A)
G.滑动变阻器最大阻值1kΩ,允许通过的最大电流为0.5A)
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能测多组数据.
(1)实验中电流表应选用______,电压表应选用______,滑动变阻器应选用______;(均用序号字母表示)
(2)请在图甲所示的虚线框内补画出满足实验要求的电路图:_________________ 。
(3)图乙为通过实验描绘小灯泡的U-I图象,现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联,接在内阻为1Ω、电动势为3V的电源两端,如图丙所示,则通过每盏小灯泡的电流强度约为________A.此时每盏小灯泡的电功率约为_______W.
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【题目】为了研究平抛运动的分运动性质,用如图所示的装置进行实验.小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开下落。关于该实验,下列说法中正确的有( )
A. 两球的质量必须要相等
B. 如果两球同时落地,则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
C. 控制小锤打击力度来改变平抛初速度多次实验,可以验证分运动的独立性
D. 该实验也能研究平抛运动的水平分运动性质
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【题目】有关下列四幅图的说法正确的是( )
A. 甲图中,球m1以速度v碰撞静止球m2,若两球质量相等,碰后m2的速度一定为v
B. 乙图中,在光颜色保持不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大
C. 丙图中,射线甲由 β粒子组成,射线乙为 γ射线,射线丙由 α粒子组成
D. 丁图中,链式反应属于轻核聚变
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【题目】如图,两个质点P、Q在光滑的水平面上分别以一定的速度同时向右运动,此时分别作用水平向左的力F1、F2,其中F1的大小不变,F2大小由零逐渐增大,它们恰好同时向右运动到最远,且位移大小相等,在此过程中,两质点的瞬时速度vP与vQ的关系应该是( )
A. vP > vQ
B. 先vP > vQ,后vP < vQ ,最后vP = vQ = 0
C. vP < vQ
D. 先vP < vQ,后vP > vQ,最后vP = vQ = 0
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【题目】(1)电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器,它的工作电压是_____V,当电源的工作频率是50Hz时,它的打点间隔是_____。
(2)在做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,取下一段纸带研究其运动情况,如图所示,设0点为计数的起始点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,则相邻两计数点之间的时间间隔为____s,第一个计数点与起始点的距离为_____,打第一个计数点时物体的瞬时速度为_____,物体的加速度为______。
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