【题目】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:
(1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有___________。(填选项代号)
A.电压合适的50Hz交流电源
B.电压可调的直流电源
C.刻度尺
D.秒表
E.天平
(2)实验过程中,下列做法正确的是(______)
A.先接通电源,再使纸带运动
B.先使纸带运动,再接通电源
C.将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
D.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
(3)在实验中某问学用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E共5个计数点。测得每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出来。各计数数点间的距离如图所示:
①每两个相邻的计数点的时间间隔为________s。
②试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度,则vB =____________m/s,vC = ________m/s, vD =_______m/s。利用“逐差法”求小车的加速度a=_________m/s2。(所有结果保留3位有效数字)
【答案】AC AD 0.1 0.138 0.264 0.390 1.26
【解析】
(1)[1] AB.打点记时器使用的是交流电源,说明应选择电压合适的50Hz交流电源,故A正确,B错误;
C.该实验需要用刻度尺测量记数点到O点的距离,故C正确;
D.打点记时器本身就是测时仪器,本实验不用秒表,故D错误;
E.根据实验原理可知该实验不用测小车、钩码的质量,即不需要天平,故E错误。
故选择AC。
(2)[2] AB.先接通电源,打点稳定后再使纸带运动,故A正确,B错误;
CD.将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处,这样可以充分利用纸带,打上更多的点迹,故C错误,D正确;
故选AD。
(3)[3]交流电源频率为,相邻两个计时点时间间隔为
每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出来,设相邻计数点时间间隔为,则有
[4]B点的瞬时速度等于AC段平均速度,则有
[5] C点的瞬时速度等于BD段平均速度,则有
[6] D点的瞬时速度等于CE段平均速度,则有
[7] 由“逐差法”可得小车的加速度
变形可得
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【题目】如图所示,光滑导轨MN和PQ固定在同一水平面上,两导轨间距为L,两端分别接有阻值均为R的定值电阻R1和R2.两导轨间有一边长为的正方形区域abcd,该区域内有方向竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m的金属杆与导轨接触良好并静止于ab处,现用一恒力F沿水平方向拉杆,使之由静止起向右运动,若杆出磁场前已做匀速运动,不计导轨及金属杆的电阻.求:
(1)金属杆出磁场前的瞬间流过R1的电流大小和方向;
(2)金属杆做匀速运动时的速率;
(3)金属杆穿过整个磁场过程中R1上产生的电热.
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【题目】研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角可调。打点计时器的工作频率为50Hz。纸带上计数点的间距如图(b)所示,其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。
(1)图(b)中标出的相信两计数点的时间间隔T=_________s。
(2)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=_________。
(3)为了充分利用记录数据,减小误差,小车加速度大小的计算式应为a=_________。
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【题目】如图甲,在水平桌面上固定着两根相距L=20cm、相互平行的无电阻轨道P、Q,轨道一端固定一根电阻R=0.02Ω的导体棒a,轨道上横置一根质量m=40g、电阻可忽略不计的金属棒b,两棒相距也为L=20cm。该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中。开始时,磁感应强度B0=0.1T。设棒与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。
(1)若保持磁感应强度B0的大小不变,从t=0时刻开始,给b棒施加一个水平向右的拉力,使它由静止开始做匀加速直线运动。此拉力F的大小随时间t变化关系如图乙所示。求b棒做匀加速运动的加速度及b棒与轨道间的滑动摩擦力大小;
(2)若从t=0开始,磁感应强度B随时间t按图丙中图像所示的规律变化,求从t=0到金属棒b将要运动所经历的时间。
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【题目】如图所示,真空中有一个固定的点电荷,电荷量为+Q图中的虚线表示该点电荷形成的电场中的四个等势面.有两个一价离子M、N(不计重力,也不计它们之间的电场力)先后从a点以相同的速率v0射入该电场,运动轨迹分别为曲线apb和aqc,其中p、q分别是它们离固定点电荷最近的位置.以上说法中正确的是
A. M一定是正离子,N一定是负离子
B. M在p点的速率一定大于N在q点的速率
C. M在b点的速率一定大于N在c点的速率
D. M从p→b过程电势能的增量一定小于N从a→q过程电势能的增量
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【题目】如图所示的匀强电场,场强E=1×104V/m,有a、b、c三点,ab间距离Lab=8cm,bc间距离Lbc=14cm,其中ab沿电场方向,bc和电场方向成60°角.一个带电量q=-4×10-8C的负电荷从a点移到b点,求:
(1)a、c间的电势差;
(2)电荷从a点移动到b点,电场力所做的功;
(3)将这个负电荷从c点移动到a点电势能的变化情况.
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【题目】某同学做“验证机械能守恒定律”实验时,不慎将一条挑选出的纸带的一部分损坏,损坏的是前端部分。剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出并标在图中,单位是cm。打点计时器工作频率为50 Hz,重力加速度g取9.8 m/s2。
(1)设重物质量为m(kg),重物在2点的速度v2=________,在5点的速度v5=________,此过程中动能增加量ΔEk=________,重力势能减少量ΔEp=________。由以上可得出实验结论:________________________________。
(2)重物获得的动能往往________(A.大于 B.小于 C.等于)减少的重力势能,实验中产生系统误差的原因是________________。
(3)根据实验判断下列图像正确的是(其中ΔEk表示重物动能的变化量,Δh表示物体下落的高度)(______)
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【题目】从地面斜向上抛出一个质量为 m、带电量为+ q 的小球,当小球到达最高点时, 小球具有的动能与势能之比是 9:16,选地面为重力势能参考面,现在此空间加 上一个平行于小球运动平面的竖直方向匀强电场 E,以相同的初速度抛出原小 球,小球到达最高点时的动能等于重力势能。已知重力加速度大小为 g,不计空气阻力。下列说法正确的是
A.小球抛出时速度的水平分量与竖直分量的比值为 4:3
B.小球第二次在空中运动的水平位移小于第一次在空中运动的水平位移
C.所加电场方向一定竖直向上,且满足 q E<mg
D.所加电场的场强大小一定是
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【题目】足够长的传送带与水平方向的倾角为θ,物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,b的质量为m.开始时,a、b及传送带均静止,且a不受传送带摩擦力作用.现让传送带逆时针匀速转动,则在b上升h高度(未与滑轮相碰)的过程中 ( )
A.物块a的重力势能减少mgh
B.摩擦力对a做的功等于a机械能的增量
C.摩擦力对a做的功等于物块a、b动能增量之和
D.任意时刻,重力对a、b做功的瞬时功率大小相等
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