【题目】图为某质点做简谐运动的图像,则由图线可知( )
A. =1.5s时质点的速度和加速度都与=0.5s时等大、反向
B. =2.5s时质点的速度与加速度同向
C. =3.5s时质点正处在动能向势能转化的过程之中
D. =0.1s和=2.1s时质点的回复力相同
【答案】BC
【解析】由图可知,t=1.5s时,质点的速度方向向下,t=0.5s时质点的速度方向也向下,方向相同,A错误;由图可知,t=2.5s时,质点在平衡位置的下边,所以加速度的方向向上;质点正在向上运动,所以速度方向向上,B正确;由图可知,t=3.5s时,质点在平衡位置的上边,所以加速度的方向向下,质点正在向上运动,与加速度的方向相反,所以质点做向上的减速运动,正处在动能向势能转化的过程之中,C正确;由图可知,质点的周期是4s,由简谐运动的特点可知,t=0.1s和t=2.1s的两个时刻相差半个周期,所以质点一定处于相对于平衡位置对称的位置上,受到的回复力大小相等,方向相反,D错误.
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【题目】如图所示,质量M=4.0kg的长木板B静止在光滑的水平地面上,在其右端放一质量m=1.0kg的小滑块A(可视为质点),初始时刻,A、B分别以v0=2.0m/s向左、向右运动,最后A恰好没有滑离B板。已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.40,取g=10m/s2。求:
(1)A、B相对运动时的加速度aA和aB的大小与方向;
(2)A相对地面速度为零时,B相对地面的位移大小x;
(3)木板B的长度l。
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【题目】某同学设计了一个如图甲所示的实验电路,用以测定电源电动势和内阻,使用的实验器材:待测干电池组(电动势E约3V)、电流表A(量程10mA,内阻小于1Ω)、电阻箱R(0~99.99Ω)、滑动变阻器(0~400Ω)、单刀双掷开关、单刀单掷开关各一个及导线若干.考虑到干电池的内阻较小,电流表的内阻不能忽略,故先测量电流表的内阻。
(1)该同学设计用甲图测量电流表内阻步骤如下:
①断开单刀双掷开关以及开关K,将滑动变阻器滑片P滑至B端、电阻箱R阻值调到最大。
②_______________________________________________________________________。
③_______________________________________________________________________。
④读出此时电阻箱的阻值R=0.2Ω,即为电流表内阻的测量值。可分析测量值应____________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
(2)通过控制开关状态,该同学又进行了电池电动势和电池内阻的测量实验,他一共记录了六组电流I和电阻箱R的对应数值,并建立坐标系,作出“–R”图线如图乙,由此求出电动势E=________V、内阻r=________Ω。(计算结果保留两位有效数字)
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【题目】如图,是磁电式转速传感器的结构简图。该装置主要由测量齿轮、软铁、永久磁铁、线圈等原件组成。测量齿轮为磁性材料,等距离地安装在被测旋转体的一个圆周上(圆心在旋转体的轴线上),齿轮转动时线圈内就会产生感应电流。设感应电流的变化频率为f,测量齿轮的齿数为N,旋转体转速为n。则
A. f = nN
B.
C. 线圈中的感应电流方向不会变化
D. 旋转体转速高低与线圈中的感应电流无关
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【题目】如图所示,在动摩擦因数μ=0.2的水平面上,质量m=2kg的物块与水平轻弹簧相连,物块在与水平方向成θ=45°角的拉力F作用下处于静止状态,此时水平面对物块的弹力恰好为零.g取10m/s2,以下说法正确的是( )
A. 此时轻弹簧的弹力大小为20 N
B. 当撤去拉力F的瞬间,物块的加速度大小为8 m/s2,方向向左
C. 若剪断弹簧,则剪断的瞬间物块的加速度大小为8 m/s2,方向向右
D. 若剪断弹簧,则剪断的瞬间物块的加速度为0
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【题目】某同学想要描绘标有“2.5V,0.3A”字样的小灯泡L的伏安特性曲线,要求灯泡两端的电压由零逐渐增加到额定值,且尽量减小实验误差,可供选择的器材除小灯泡、开关、导线外,还有:
A. 电压表V,量程0~3V,内阻约5kΩ
B. 电流表A1,量程0~300mA,内阻约0.25Ω
C. 电流表A2,量程0~100mA,内阻约5Ω
D.滑动变阻器R1,最大阻值10Ω,额定电流2.0A
E. 滑动变阻器R2,最大阻值100Ω,额定电流1.0A
F. 直流电源E,电动势约3V,内阻2Ω
①上述器材中,电流表应选__________,滑动变阻器应选___________(填写所选器材前的字母代号)。
②请将虚线框内图1所示的实验电路图补画完整,并在图2中进行实物连线。
③如图3是该同学根据实验数据描绘出的伏安特性曲线。从图线可以得出小灯泡灯丝的电阻率随温度变化的特点是___________________。
④在实验中,当小灯泡两端加2.5V的电压时,此时小灯泡的电阻为__________Ω(保留两位有效数字)。
⑤在滑动变阻器滑动过程中,若用P、I、U、R分别表示小灯泡的功率、通过的电流、两端的电压和电阻,则下列图像可能正确的是_________
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【题目】对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。一段横截面积为S、长为l的金属电阻丝,单位体积内有n个自由电子,每一个电子电量为e。该电阻丝通有恒定电流时,两端的电势差为U,假设自由电子定向移动的速率均为v。
(1)求导线中的电流I;
(2)所谓电流做功,实质上是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。为了求解在时间t内电流做功W为多少,小红记得老师上课讲过,W=UIt,但是不记得老师是怎样得出W=UIt这个公式的,既然电流做功是导线中的恒定电场对自由电荷的静电力做功,那么应该先求出导线中的恒定电场的场强,即E=,设导体中全部电荷为q后,再求出电场力做的功,将q代换之后,小红没有得出W=UIt的结果。
a. 请帮助小红补充完善这个问题中电流做功的求解过程。
b. 为了更好地描述某个小区域的电流分布情况,物理学家引入了电流密度这一物理量,定义其大小为单位时间内通过单位面积的电量。若已知该导线中的电流密度为j,导线的电阻率为,试证明: 。
(3)由于恒定电场的作用,导体内自由电子会发生定向移动,但定向移动的速率远小于自由电子热运动的速率,而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速,因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化。金属电阻反映的是定向移动的自由电子与不动的粒子的碰撞。假设自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为t0(这个时间由自由电子热运动决定,为一确定值),碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失,碰撞时间不计。请根据以上内容,推导证明金属电阻丝的电阻率与金属丝两端的电压无关。
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【题目】如图所示的装置,小车总质量用表示,钩码总质量用表示。将木板有定滑轮的一端垫起,调节木板倾角为,使小车恰好带着钩码沿木板向下匀速运动,再保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,由静止释放小车,已知重力加速度为,则以下说法正确的是( )
A. 小车做匀加速运动的加速度大小为
B. 小车做匀加速运动的加速度大小为
C. 小车做匀加速运动的加速度大小为
D. 小车做匀加速运动的加速度大小为
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【题目】如图甲所示,在xoy平面的第Ⅰ象限内有沿+x方向的匀强电场E1,第Ⅱ、Ⅲ象限内同时存在着竖直向上的匀强电场E2和垂直纸面的匀强磁场B,E2=2.5N/C,磁场B随时间t周期性变化的规律如图乙所示,B0=0.5T,垂直纸面向外为磁场正方向。一个质量m=5×10-5kg、电荷量q=2×10-4C的带正电液滴从P点(0.6m,0.8m)以某一初速度沿-x方向入射,恰好以沿-y方向的速度v经过原点O后进入x≤0 的区域,t=0时液滴恰好通过O点,g取10m/s2。求:
(1)液滴到达O点时速度大小v和电场强度大小E1;
(2)液滴从P开始运动到第二次经过x轴经历的时间t;
(3)若从某时刻起磁场突然消失,发现液滴恰好以与+y方向成37°角的方向穿过y轴后进入x>0的区域,试确定液滴穿过y轴时的位置。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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