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【题目】图为某同学设计的验证机械能守恒定律的实验装置。刚性轻绳上端系于O点,下端连接小球AB为光电门,C为量角器,圆心在O点,轻绳可绕O点在竖直面内做圆周运动。

1)关于该实验,下列说法正确的是____

A.该实验中,应选质量大,体积小的小球

B.该实验中,小球是否静止释放,不影响实验结果

C.该实验中,只要细绳是绷紧的,小球无论从何位置静止释放,均可验证机械能守恒定律

D.该实验中,轻绳偏离竖直方向摆角越大(),速度测量误差越小

2)若已知小球质量为m,轻绳长度为l,小球直径为d(小球直径远小于绳长),轻绳偏离竖直方向的摆角为,光电门记录小球通过的时间为t,试用上述物理量写出验证机械能守恒定律的表达式:______________

【答案】AD

【解析】

根据实验的原理分析验证机械能守恒,小球应选择质量大一些,体积小一些,光电门只能测出小球通过最低点的时间,即只能算出小球在最低点的速度;抓住重力势能的减小量和动能的增加量相等,得出机械能守恒满足的表达式;

解:(1)A、实验中,为尽量消除空气阻力影响,应选择质量大、体积小的小球,故A正确;

B、光电门只能测出小球通过最低点的时间,即只能算出小球在最低点的速度,若小球初速度不为零,无法计算小球动能增量,也无法验证机械能守恒定律,故B错误;

C、小球若从静止释放,将先做自由落体运动,绳绷紧瞬间,会有机械能损耗,无法验证机械能守恒定律,故C错误

D、小球从静止释放,越大,小球在最低点速度越大,瞬时速度计算越精确,故D正确;

故选AD

(2)小球运动过程中,重力势能减少量,在最低点速度,即动能增加量,若实验能验证,即,则验证了机械能守恒定律。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图,在方向水平向右、磁感应强度为B的匀强磁场中,垂直于磁场和纸面放入一根通电直导线,以导线为中心,半径为R的圆周上有abcd四个点,已知c点的实际磁感应强度小于B,下列说法正确的是

A. 导线的电流方向垂直纸面向外

B. bd两点的实际磁感应强度大小相等

C. bd两点的实际磁感应强度方向相同

D. a点的实际磁感应强度小于B

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】1)描绘平抛运动轨迹的实验装置示意如图。

为了保证实验准确,在实验过程中必须采取下列哪些步骤______(多选)

A.斜槽末端的切线必须水平

B.人射小球每次应从斜槽上的同一位置由静止开始释放

C.在斜槽末端悬挂重锤以确定竖直方向

D.固定白纸的木板可以倾斜放置

2)上图曲线是某位同学描绘出的小球做平抛运动的轨迹,图中坐标纸上的小方格每边长均为5cm,取重力加速度大小g=10m/s2,则小球做平抛运动的初速度为______m/s

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【题目】某物理课外兴趣小组的三名同学想验证力的平行四边形定则,他们找到了如下物品:一根粗细均匀的长橡皮筋、木板、剪刀白纸、铅笔、刻度尺、三角板、三个重量相同的钩码图钉和细绳若干。他们设计了如下实验方案:

步骤1:橡皮筋一端固定,另一端系上细绳套,分别挂上一个两个、三个钩码,用刻度尺测量挂上相应的钩码时橡皮筋的长度,看伸长量是否与所挂钩码数成正比,若成正比则进行下一步;

步骤2:将橡皮筋剪成长度均为的三段,将三段橡皮筋的一端系在一起设为结点O,另一端均系上细绳套,任取两细绳套对拉检查对应橡皮筋长度是否相等,若相等则进行下一步;

步骤3:在木板上固定白纸,在白纸合适位置用图钉套住一细绳套,现用手将另两细绳套成一定角度往下拉适当的距离记录结点O的位置和测量三段橡皮筋的长度l1l2l3(如图所示)

(1)则有关上述操作说法正确的有______

A.步骤1的目的是判断橡皮筋是否符合胡克定律

B.步骤2的目的是判断三段橡皮筋劲度系数是否相同

C.步骤3还需要记录橡皮筋23的方向

D.步骤3还需要测力计测量三段橡皮筋的拉力大小

(2)该小组的三名同学分别做此实验,则他们在改变细绳的夹角再做实验时___________(需要不需要”)保证结点O位置不变。现测得l=10.0m,则甲、乙、丙记录的数据明显存在错误的是___________(”)

甲:l1=l2=l3=15.0cm

乙:l1=15.0cml2=120.cml3=12.0cm

丙:l1=16.0cml2=13.0cml3=14.0cm

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【题目】8分)在测量电源的电动势和内阻的实验中,由于所用的电压表(视为理想电压表)的量程较小,某同学设计了如图所示的实物电路.

1)实验时,应先将电阻箱的电阻调到__ ▲ _.(选填最大值最小值任意值

2)改变电阻箱的阻值R,分别测出阻值=10的定值电阻两端的电压U,下列两组R的取值方案中,比较合理的方案是 .(选填“1”“2”

方案编号

电阻箱的阻值R

1

400.0

350.0

300.0

250.0

200.0

2

80.0

70.0

60.0

50.0

40.

3)根据实验数据描点,绘出的图象是一条直线.若直线的斜率为k,在坐标轴上的截距为b,则该电源的电动势E=,内阻r=.(用kbR0表示)

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【题目】如图所示,水平放置的平行金属导轨MN和PQ之间接有定值电阻R,导体棒ab长为l且与导轨接触良好,整个装置处于竖直向上的匀强磁场 中,现使导体棒ab匀速向右运动下列说法正确的是

A.导体棒ab两端的感应电动势越来越小

B.导体棒ab中的感应电流方向是a→b

C.导体棒ab所受安培力方向水平向右

D.导体棒ab所受合力做功为零

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【题目】如图所示,直角三角形OAC()区域内有的匀强磁场,方向如图所示。两平行极板M、N接在电压为U的直流电源上,左板为高电势。一带正电的粒子从靠近M板由静止开始加速,从N板的小孔射出电场后,垂直OA的方向从P点进入磁场中。带电粒子的比荷为,OP间距离为。全过程不计粒子所受的重力(计算结果保留三位有效数字),问:

(1)粒子从OA边离开磁场时,粒子在磁场中运动的时间?

(2)粒子从OC边离开磁场时粒子在磁场中运动的最长时间?

(3)若加速电压U=220V,通过计算说明粒子从三角形OAC的哪一边离开磁场?

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【题目】如图所示为水平导轨,A、B为弹性竖直挡板,相距L=4m.一小球自A板处开始,4m/s的速度沿导轨向B运动它与A、B挡椒碰撞后均以与碰前大小相等的速率反弹回来,且在导轨上做减速运动的加速度大小不变,为使小球停在AB的中点,这个加速度的大小可能为

A. B. C. D.

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【题目】1933年至1934年间,约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔时,发生的核反应方程为,反应生成物像天然放射性元素一样衰变,放出正电子e,且伴随产生中微子Av,核反应方程为。则下列说法正确的是

A. 当温度、压强等条件变化时,放射性元素的半衰期随之变化

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C. 正电子产生的原因可能是核外电子转变成的

D. 两个质子和两个中子结合成一个α粒子,则质子与中子的质量之和一定等于α粒子的质量

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