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【题目】如图所示,质量为m的滑块(可视为质点)在倾角为θ的斜面上,从a点由静止下滑,到b点接触到一个轻弹簧。滑块压缩弹簧到c点开始弹回,返回b点离开弹簧,最后又回到a点,已知ab=x1bc=x2,那么在整个过程中(  )

A.滑块在b点动能最大,最大值为mgx1sinθ

B.因斜面对滑块的摩擦力做负功,滑块和弹簧组成的系统整个过程中机械能逐渐减少

C.滑块在c点时弹簧的弹性势能最大,且为mgx1+x2sinθ

D.可由mgsinθ=kx2求出弹簧的劲度系数

【答案】C

【解析】

A.滑块先加速运动到b,接触弹簧后滑块没有减速,而是继续加速,当滑块的合力为0时,滑块速度最大,设滑块在d点合力为0d点在bc之间,最大值大于mgx1sinθ,故A错误;

B.最后又回到a点,说明斜面无摩擦,滑块和弹簧组成的系统整个过程中机械能守恒,故B错误;

C.滑块在c点时弹簧的弹性势能最大,物块的重力势能完全转化为弹性势能,所以最大弹性势能等于mgx1+x2sinθ,故C正确;

D.只有物体沿斜面方向受重力的分力和弹簧弹力相等时才有

mgsinθ=kx

此处x不是x2,位置应该在bc之间,故D错误。

故选C

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示为研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景。将一轻细线上端固定在铁架台上,下端悬挂一个质量为m的小球,将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下方的水平平台上,调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处。手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动。调节平台的高度,使纸面贴近小球但不接触。

(1)若忽略小球运动中受到的阻力,在具体的计算中可将小球视为质点,重力加速度为g

①从受力情况看,小球做匀速圆周运动所受的向心力是____________(选填选项前的字母);

A.小球所受绳子的拉力

B.小球所受的重力

C.小球所受拉力和重力的合力

②在某次实验中,小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动,用秒表记录了小球运动n圈的总时间t,则小球做此圆周运动的向心力大小Fn=____________(用mntr及相关的常量表示)。用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h,那么对小球进行受力分析可知,小球做此圆周运动所受的合力大小F=____________(用mhr及相关的常量表示);

③保持n的取值不变,改变hr进行多次实验,可获取不同时间t。研学小组的同学们想用图像来处理多组实验数据,进而验证小球在做匀速圆周运动过程中,小球所受的合力F与向心力Fn大小相等。为了直观,应合理选择坐标轴的相关变量,使待验证关系是线性关系。为此不同的组员尝试选择了不同变量并预测猜想了如图所示的图像,若小球所受的合力F与向心力Fn大小相等,则这些图像中合理的是__________(选填选项的字母);

(2)考虑到实验的环境、测量条件等实际因素,对于这个实验的操作,下列说法中正确的是_________(选填选项前的字母);

A.相同体积的小球,选择密度大一些的球可以减小空气阻力对实验的影响

B.相同质量的小球,选择体积小一些的球有利于确定其圆周运动的半径

C.测量多个周期的总时间再求周期的平均值,有利于减小周期测量的偶然误差

D.在这个实验中必须测量出小球的质量

(3)上述实验中小球运动起来后撤掉平台,由于实际实验过程中存在空气阻力的影响,所以持续观察会发现小球做圆周运动的半径越来越小,经过足够长时间后,小球会停止在悬点正下方。若小球在运动中每转动一周的时间内半径变化均可忽略,即每一周都可视为匀速圆周运动。请分析说明在小球做上述圆周运动的过程中,随着细绳与竖直方向的夹角不断减小,小球做圆周运动的周期是如何变化的_______

(4)小明同学认为:在摆角较小的条件下,单摆的周期和圆周摆的周期可以认为相等,请推导证明小明的观点是否成立________

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【题目】一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0时刻的波形图如图所示。已知波速为0.4m/s,且波刚传到c点。下列选项中说法错误的是(  )

A.波源的振动周期为0.2s

B.t=0时,质点d沿y轴正方向运动

C.t=0时,质点a的加速度比质点b的加速度小

D.质点a比质点b先回到平衡位置

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【题目】2019410日,“事件视界望远镜”项目正式公布了人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大,引力极大的天体,以至于光都无法逃逸(光速为c),所以称为黑洞。已知某星球的质量为m,半径为R,引力常量为G,则该星球的逃逸速度公式为,如果天文学家观测到距离某黑洞r的天体以速度v绕该黑洞做匀速圆周运动,则关于该黑洞下列说法正确的是(  )

A.该黑洞质量为

B.该黑洞质量为

C.该黑洞的最小半径为

D.该黑洞的最大半径为

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【题目】如图所示,空间存在水平向左的匀强电场E和垂直纸面向外的匀强磁场B,在竖直平面内从a点沿abac方向抛出两带电小球,不考虑两带电小球间的相互作用,两小球的电荷量始终不变,关于小球的运动,下列说法正确的是(  )

A.沿abac方向抛出的小球都可能做直线运动

B.若小球沿ac方向做直线运动,则小球带负电,可能做匀加速运动

C.若小球沿ab方向做直线运动,则小球带正电,且一定做匀速运动

D.两小球在运动过程中机械能均守恒

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【题目】为了探究动能改变与合外力做功的关系,某同学设计了如下实验方案:

第一步:把带有定滑轮的木板(有滑轮的)一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳跨过定滑轮与质量为m的重锤相连,重锤后连一穿过打点计时器的纸带,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图甲所示.

第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,然后接通电源,释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示.打出的纸带如图丙所示.

请回答下列问题:

(1)已知OABCDEF相邻计数点间的时间间隔为,根据纸带求滑块速度,打点计时器打B点时滑块速度vB=__________.

(2)已知重锤质量为m,当地的重力加速度为g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块 ______________(写出物理量名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做功的表达式W=__________________.

(3)算出滑块运动OAOBOCODOE段合外力对滑块所做的功W以及在ABCDE各点的速度v,v2为纵轴、W为横轴建立坐标系,描点作出v2-W图象,可知该图象是一条_______________,根据图象还可求得___________________

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【题目】如图实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带电粒子运动轨迹,粒子先经过N点,再经过M点。可以判定(  )

A.粒子带负电

B.M点的电势高于N点的电势

C.粒子在M点的加速度大于在N点的加速度

D.粒子在M点的动能小于在N点的动能

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【题目】如图甲所示,空间存在一个半径为R0的圆形匀强磁场区域,磁场的方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小为B。一粒子源置于圆心,在纸面内沿各个方向以相同速率发射大量粒子,所有粒子刚好都不离开磁场。已知粒子的质量为m、电荷量为+q,不考虑粒子之间的相互作用:

(1)求带电粒子的速率v

(2)若粒子源可置于磁场中任意位置,且磁场的磁感应强度大小变为,求粒子在磁场中最长的运动时间t

(3)若原磁场不变,再叠加另一个半径为R1R1R0)圆形匀强磁场,如图乙所示,磁场的磁感应强度的大小为,方向垂直于纸面向外,两磁场区域成同心圆,此时从圆心处的粒子源出发的粒子都能回到圆心,求R1的最小值和粒子运动的周期T

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【题目】2013620日上午10041055“神舟10飞船上的航天员王亚平在聂海胜、张晓光的配合下,完成了我国首次太空授课任务.已知在整个授课的过程中,神舟10飞船绕地球运行约半周,那么飞船与同步通讯卫星在轨道上正常运转时相比,飞船( )

A. 运转的周期较大 B. 运转的速率较大

C. 运转的向心加速度较小 D. 离地面的高度较大

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