【题目】如图所示,一游戏装置由安装在水平面上的固定轻质弹簧、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连)、高度可调的斜轨道AB组成,各部分平滑连接。某次游戏时,滑块从高为h=1. 0m的斜轨道AB端点B由静止释放,沿斜轨道下滑经过圆轨道后压缩弹簧,然后被弹出,再次经过圆轨道并滑上斜轨道,循环往复。已知圆轨道半径r=0. 1m,滑块质量m=20g且可视为质点,CA长,EO长,滑块与AB、EO之间的动摩擦因数,滑块与其它轨道摩擦及空气阻力忽略不计,g取10m/s2。
(1)求滑块第一次过最高点F时对轨道的压力大小;
(2)求弹簧获得的最大弹性势能EP;
(3)调节斜轨道的高度h,使滑块从B点下滑后,只通过最高点F一次,且不脱离轨道,则h的大小范围。
【答案】(1)2.2N;(2)0.13J;(3)
【解析】
(1)从滑块从高为h=1. 0m的斜轨道AB端点B由静止释放到滑块第一次过最高点过程中,由动能定理得
在最高点,由向心力公式得
联立解得:
F=2.2N
(2)滑块从高为h=1. 0m的斜轨道AB端点B由静止释放到弹簧获得的最大弹性势能过程中,由能量守恒定律得
(3)①从滑块从高为h1斜轨道静止释放恰好能通过最高点F,由动能定理得
在最高点,由向心力公式得
联立解得:
②要求只通过F点一次,压锁弹簧后弹开再次到达圆心等高点时,h取最大值,滑块从B到压缩弹簧后弹开再到圆心等高点的过程中,由动能定理得
解得:
只通过F点一次,且不脱离轨道,则h的大小范围为
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【题目】如图所示,一横截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜,两种颜色不同的可见光细光束a、b,垂直于斜边从空气射向玻璃,光路如图所示,则下列说法正确的是( )
A.玻璃对a光的折射率大于对b光的折射率
B.在玻璃棱镜中a光频率小于b光频率
C.a光和b光在玻璃中传播时a光的波长小于b光的波长
D.a光和b光以相同的入射角由玻璃射向空气,若逐渐增大入射角,则b光先发生全反射
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【题目】某探究学习小组的同学们要探究加速度与力、质量的关系,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘.实验时,调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出).
(1)该实验中小车所受的合力________(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数,该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?________(选填“需要”或“不需要”).
(2)实验获得以下测量数据:小车、力传感器和挡光板的总质量M,挡光板的宽度l,光电门1和光电门2的中心距离为x.某次实验过程:力传感器的读数为F,小车通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则该实验要验证的关系式是________________.
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【题目】在匀强磁场中,矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示,产生的交变电动势的图像如图乙所示,则( )
A.t=0.005s时线框的磁通量变化率为零
B.t=0.01s时线框平面与中性面重合
C.线框产生的交变电动势有效值为220V
D.线框产生的交变电动势频率为100Hz
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【题目】某实验小组欲将电流表G1的量程由3mA改装为0. 6A。实验器材如下:
A. 待测电流表G1(内阻约为10Ω);
B. 标准电流表G2(满偏电流为6mA);
C. 滑动变阻器R(最大阻值为3kΩ);
D. 电阻箱R′(阻值范围为0~999. 9Ω):
E. 电池组、导线、开关。
(1)实验小组根据图甲所示的电路测电流表G1的内阻,请完成以下实验内容:
①将滑动变阻器R调至最大,闭合S1;
②调节滑动变阻器R,使电流表G1满偏;
③再闭合S2,保持滑动变阻器R不变,调节电阻箱R′,如图乙所示,电流表G1指针的位置恰好指在中央刻度,此时电阻箱R′的示数为9. 0Ω。由此可知电流表G1内阻的测量值为_________Ω,与真实值相比__________(选填“偏大”、“相等”或“偏小”)。
(2)为了更加准确地测量电流表G1的内阻,实验小组利用题中给出的实验器材重新设计实验,请完成以下实验内容:
①完善图丙的电路图_________;
②实验小组根据图丙设计的电路图进行实验,采集到电流表G1、G2的示数分别为1.0mA、5.0mA,电阻箱的读数为2.5Ω,则电流表G1内阻为_________Ω;
③实验小组将电流表G1改装成量程为0.6A的电流表,要__________(选填“串联”或“并联”)一个阻值Rx=_________Ω的电阻(结果保留一位有效数字)。
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【题目】水平放置的两根平行金属导轨ad和bc,导轨两端a、b和c、d两点分别连接电阻R1和R2,组成矩形线框,如图所示,ad和bc相距L=0.5m。放在竖直向下的匀强磁场中.磁感应强度B=1.2T,一根电阻为0.2Ω的导体棒PQ跨接在两根金属导轨上,在外力作用下以4.0m/s的速度向右匀速运动,若电阻R1=0.3Ω,R2=0.6Ω,导轨ad和bc的电阻不计,导体与导轨接触良好。求:
(1)感应电流的方向;
(2)导体PQ产生的感应电动势的大小;
(3)导体PQ向右匀速滑动过程中,外力做功的功率。
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【题目】如图所示,图甲是“验证力的平行四边形定则”的实验情况图,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。图乙是某实验小组在白纸上根据实验结果画出的图。
(1)本实验采用的科学方法是_____________。
A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法 D.建立物理模型法
(2)实验中,小张同学在坐标纸上画出了如图丙所示的两个已知力F1和F2,图中小正方形的边长表示2N,F为根据平行四边形定则作出的合力(图中未画出)。F1,F2与F的夹角分别为θ1和θ2,下列说法正确的是________
A.F1=4N B.F=12N C.θ1=30° D.θ1<θ2
(3)为提高实验结论的可靠性,在重复进行实验时,结点O的位置________(填“可以”或“不可以”)变动。
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【题目】如图所示,在直角坐标系xoy的第一象限中分布着沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限中分布着方向向里垂直纸面的匀强磁场.一个质量为m、带电+q的微粒,在A点(0,3)以初速度v0=120m/s平行x轴射入电场区域,然后从电场区域进入磁场,又从磁场进入电场,并且先后只通过x轴上的p点(6,0)和Q点(8,0)各一次.已知该微粒的比荷为=102C/kg,微粒重力不计,求:
(1)微粒从A到P所经历的时间和加速度的大小;
(2)求出微粒到达P点时速度方向与x轴正方向的夹角,并画出带电微粒在电磁场中由A至Q的运动轨迹;
(3)电场强度E和磁感强度B的大小.
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【题目】如图甲所示,A车原来临时停在一水平路面上,B车在后面匀速向A车靠近,A车司机发现后启动A车,以A车司机发现B车为计时起点(t=0),A、B两车的v-t图象如图乙所示.已知B车在第1s内与A车的距离缩短了x1=12m.
(1)求B车运动的速度vB和A车的加速度a的大小;
(2)若A、B两车不会相撞,则A车司机发现B车时(t=0)两车的距离x0应满足什么条件?
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