【题目】利用图1装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
①除打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外,在下面的器材中,必须使用的还有________。(选填器材前的字母)
A. 大小合适的铁质重锤
B. 体积较大的木质重锤
C. 刻度尺
D. 游标卡尺
E. 秒表
②图2是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。
重锤质量用m表示,已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中,重锤重力势能的减少量∣ΔEp∣=________,动能的增加量ΔEk=________。
③实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量,关于这个误差下列说法正确的是________
A.该误差属于偶然误差
B.该误差属于系统误差
C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
④在实验过程中,下列实验操作和数据处理正确的是________
A. 释放重锤前,使纸带保持竖直
B. 做实验时,先接通打点计时器的电源,再释放重锤
C. 为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v,可测量该点到O点的距离h,再根据公式计算,其中g应取当地的重力加速度
D.用刻度尺测量某点到O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的减少量,其中g应取当地的重力加速度
⑤某同学在纸带上选取计数点后,测量它们到起始点O的距离h,并计算出打相应计数点时重锤的速度v,通过描绘v2-h图像去研究机械能是否守恒。若实验中重锤所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不变,从理论上分析,合理的v2-h图像是图3中的哪一个________
【答案】①AC(2分) ②mghB(2分),(4分) ③BD(2分) ④ABD(2分) ⑤A(2分)
【解析】试题分析:①验证机械能守恒定律实验,需要尽量减小阻力,以使得减少的重力势能接近增加的动能,所以选择铁质重锤而不是木质,这样可以尽量减少阻力影响。即选项A对B错。在计算速度时需要刻度尺测量点迹之间的距离以及下落的高度,所以选项C是必须的。而秒表不需要,只有查相邻点的间隔即可得时间间隔,因为打点计时器每隔0.02秒打一个点。所以E错误。有刻度尺测量点间距,而不需要游标卡尺选项D错。②O点到B点下落的高度为,所以减少的重力势能为,增加的动能要计算B点的瞬时速度,B为AC的中间时刻即等于AC的平均速度,所以,增加的动能。③重力势能的减少量略大于动能的增加量,主要是因为不可避免系统存在阻力,就会有部分重力势能转化为内能,所以动能增加的少,重力势能减少的多,此为系统误差,选项A错B对。无论怎么多次测量去平均值都只能减少偶然误差不能减少系统误差,选项C错,只有减少阻力影响才能减少系统误差,选项D对。④为保证只有重力做功,释放前纸带竖直可减少纸带与 打点计时器限位孔之间的摩擦,选项A对。实验过程先接通电源,待打点稳定后再释放纸带 ,选项B对。速度的计算必须从纸带数据来求,而不能根据自由落体运动求速度,如果按照自由落体运动的速度来求解则减少的重力势能一定等于增加的动能,验证就没有意义了。计算减少的重力势能一定要按照当地的重力加速度来计算选项D对。⑤若有恒定的阻力存在,则根据动能定理可得,即,所以图像斜率为定值,而且过原点,对照选项A对。
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【题目】如图所示,两相距l的平行金属导轨与水平面间的夹角为θ,与阻值为R的定值电阻相连,导轨电阻不计,匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度为B。有一质量为m的导体棒垂直于轨道且与两轨道接触良好,从ab位置获得平行于斜面的、大小为v的初速度向上运动,最远到达ab的位置。上滑的整个过程中流过电阻R的电荷量为q,导体棒接入电路的电阻也为R,与导轨之间的动摩擦因数为μ。则
A. 上滑过程中导体棒受到的最大安培力为
B. 上滑过程中导体棒克服安培力做的功为
C. 上滑过程中电流做功产生的热量为
D. 导体棒上滑过程中损失的机械能为
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【题目】如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道,外圆光滑,内圆粗糙.一质量为m的小球从轨道的最低点以初速度v0向右运动,球的直径略小于两圆间距,球运动的轨道半径为R,不计空气阻力.设小球过最低点时重力势能为零,下列说法正确的是( )
A. 小球在同心圆轨道内运动过程中,机械能一定减小
B. 若经过足够长时间,小球最终的机械能可能为
C. 若小球在运动过程中机械能守恒,则v0一定不小于
D. 若小球第一次运动到最高点时速度大小为0,则v0一定大于
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【题目】小王和小李两同学分别用电阻箱、电压表测量不同电源的电动势和内阻。(1)小王所测电源的内电阻r1较小,因此他在电路中接入了一个阻值为2.0Ω的定值电阻R0,所用电路如图甲所示.
①请用笔画线代替导线将图乙所示器材连接成完整的实验电路_______
②闭合开关S,调整电阻箱的阻值R,读出电压表相应的示数U,得到了一组U、R数据.为了比较准确地得出实验结论,小王同学准备用直线图象来处理实验数据,图象的纵坐标表示电压表读数U,则图象的横坐标表示的物理量应该是______.
(2)小李同学所测电源的电动势E2约为9V,内阻r2为35~55Ω,允许通过的最大电流为50mA.小李同学所用电路如图丙所示,图中电阻箱R的阻值范围为0~9999Ω.
①电路中R0为保护电阻.实验室中备有以下几种规格的定值电阻,本实验中应选用 ____.
A.20Ω,125mA B.50Ω,20mA
C.150Ω,60mA D.1500Ω,5mA
②实验中通过调节电阻箱的阻值,记录电阻箱的阻值R及相应的电压表的示数U,根据测得的多组数据,作出图线,图线的纵轴截距为a,图线的斜率为b,则电源的电动势E2=____,内阻r2=____
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【题目】在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态。现对B加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为,B对A的作用力为,地面对A的作用力为。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中( )
A. 保持不变,缓慢增大
B. 缓慢增大,保持增大
C. 缓慢增大,缓慢增大
D. 缓慢增大,保持不变
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【题目】图示为氢原子能级示意图,己知大量处于n=2能级的氢原子,当它们受到某种频率的光线照射后,可辐射出6种频率的光子,下面说法中正确的是
A. n=2能级氢原子受到照射后跃迁到n=5能级
B. n=2能级氢原子吸收的能量为2.55eV
C. 频率最高的光子是氢原子从n=3能级跃迁到n=l能级放出的
D. 波长最大的光子是氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级放出的
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【题目】某同学只用以下给定仪器组装如图甲所示的简易多用电表,仪器不得重复使用,
A.电流表(0200A,l00Ω)
B.电阻箱(0999Ω)
C.电阻箱(09999Ω)
D.定值电阻R2(lkΩ)
E.变阻器(0300Ω)
F.变阻器(0800Ω)
G.干电池(1.5V,r=0)
H.干电池(9V,r=0)
I.导线若干;
该多用电表需设置0、1为量程0-lmA的电流档,0、3为量程0-3V的电压挡,0、2为欧姆档.该同学通过计算并选择器材(器材选择只填器材前的字母)。
(1)量程0-1mA的电流档中电阻箱R1应该选择_____,将其调节为______Ω;
(2)量程0~3V的电压档中电阻箱R4应该选择_____,将其调节为______Ω;
(3)0、2的欧姆档中变阻器R3应该选择_____,电源应该选择________;
(4)该同学用上述简易多用电表的欧姆档测量某—未知电阻,他首先进行了欧姆档调零,然后将电阻接在0、2之间,发现电流表指针偏转图乙所示,示数为______A,由此可求得未知电阻为_____Ω。
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【题目】弹跳杆运动是一项广受青少年欢迎的运动。弹跳杆的结构如图甲所示,一根弹簧的下端固定在跳杆的底部,上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部。质量为5m的小明站在脚踏板上,当他和跳杆处于竖直静止状态时,弹簧的压缩量为x0,小明先保持稳定姿态竖直弹跳。某次弹跳中,从弹簧处于最大压缩量为5x0,开始计时,如图乙(a)所示;上升到弹簧恢复原长时,小明抓住跳杆,使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度,如图乙(b)所示;紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度,如图乙(c)所示。已知全程弹簧始终处于弹性限度内(弹簧弹性势能满足,k为弹簧劲度系数,x为弹簧形变量),跳杆的质量为m,重力加速度为g。空气阻力、弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计。求:
(1)弹跳杆中弹簧的劲度系数k;
(2)从开始计时至竖直上升到最大高度过程中小明的最大速度vm;
(3)跳杆离地后上升的最大高度。
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【题目】如图所示,在直角坐标系xOy平面内存在一带电量为Q的正点电荷(图中未画出),坐标轴上有A、B、C三点,OA=OB=BC=a,其中A点和B点的电势相等,O点和C点的电势相等,静电力常量为k,则
A. 点电荷位于O点处
B. O点电势比A点电势高
C. C点处的电场强度大小为
D. 将正试探电荷从A点沿直线移动到C点,电势能一直减小
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