【题目】用如图所示的装置验证牛顿第二定律。
①除了图中所给器材以及交流电源和导线外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是____(选填正确选项的字母)。
A.秒表 B.天平(含砝码) C.弹簧测力计 D.刻度尺
②实验前平衡小车与木板间摩擦力的做法是:把实验器材安装好,先不挂重物,将小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,并不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做_______运动。
③为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力,需满足的条件是砂桶及砂的总质量小车的总质量。(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)
④实验中打出的一条纸带的一部分如图5所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C,相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时,小车的速度=__________m/s。多测几个点的速度做出v-t图像,就可以算出小车的加速度。
⑤为研究加速度和力的关系,要保证_______的总质量不变,改变砂桶内砂的质量,重复做几次实验,通过实验数据来研究加速度和力的关系。
⑥在研究加速度与质量的关系时,要保证的砂和砂桶的质量不变。若砂和砂桶的质量m与小车的总质量M间的关系不满足第③问中的条件,由实验数据作出a和的图线,则图线应如下图中的_____所示(选填正确选项的字母)。
A. B. C. D.
【答案】 BD 匀速 远小于 0.43—0.45 小车 C
【解析】(1)本实验目的是探究加速度与力、质量关系,用砂桶的重力代表小车受到的合外力,需要用天平测砂桶和小车的质量,故B正确;打点计时器的工作频率为50Hz,周期为0.02s,可以计时,不需要秒表,故A错误;托盘和砝码的重力提供拉力,不需要弹簧测力计,故C错误打点计时器打下纸带,需用刻度尺测量距离,以求加速度和瞬时速度,故D正确,故选BD.(2)在验证牛顿第二定律时小车需平衡摩擦力,直到小车在木板上做匀速运动;(3)砂桶和小车一起运动,根据牛顿第二定律,对砂桶:,对小车:,可得小车受到的拉力,本实验用砂桶的重力代表小车受到的拉力,由,可知;只有时,才有,所以满足的条件为砂和砂桶的总质量远小于小车和车上砝码的总质量.(4)因相邻计数点之间还有4个点没有标出,故相邻计数点的时间为T=0.1s,根据平均速度的推论得,B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,则有:.(5)为研究加速度和力的关系,要保证小车的质量不变;(6)砂桶和小车一起运动,根据牛顿第二定律,对砂桶:,对小车:,联立得:,而砂和砂桶的质量m不变,由此可知是一条通过原点的直线,故选C.
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【题目】如图所示,面积为S的矩形线圈共N匝,线圈总电阻为R,在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中以竖直线OO′为轴,以角速度,匀速旋转,图示位置C与纸面共面,位置A与位置C成45°角。线圈从位置A转过90°到达位置B的过程中,下列说法正确的是
A. 平均电动势为
B. 通过线圈某一截面的电量q=0
C. 为保证线圈匀速旋转,外界须向线圈输入的能量应为
D. 在此转动过程中,电流方向不发生改变
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【题目】如图所示,有一圆柱形气缸,上部有固定挡板,气缸内壁的高度是2L,一个很薄且质量不计的活塞封闭一定质量的理想气体,开始时活塞处在离底部L高处,外界大气压为1.0×105Pa,温度为27℃,现对气体加热,求:
①当活塞恰上升到挡板处时气体的温度;
②当加热到427℃时,封闭气体的压强。
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【题目】如图所示,水平转台上的小物体A、B通过弹簧连接,并静止在转台上,现转台从静止开始缓慢的增大其转速(既在每个转速下可认为是匀速转动),已知A、B的质量分别为m、2m,A、B与转台的动摩擦因数均为μ,A、B离转台中心的距离都为r,已知弹簧的原长为r,劲度系数为k,设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以下说法中正确的是
A. 物体A和B同时相对转台发生滑动
B. 当A受到的摩擦力为0时,B的摩擦力背离圆心
C. 当B受到的摩擦力为0时,A的摩擦力背离圆心
D. 当A、B均相对转台静止时,允许的最大角速度为
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【题目】如图所示,MDN为在竖直面内由绝缘材料制成的光滑半圆形轨道,半径为R,最高点为M和N,整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,一电荷量为+q,质量为m的小球自N点无初速度滑下(始终未脱离轨道),下列说法中正确的是
A. 运动过程中小球受到的洛伦兹力大小不变
B. 小球滑到D点时,对轨道的压力大于mg
C. 小球滑到D点时,速度大小是
D. 小球滑到轨道左侧时,不会到达最高点M
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【题目】如图,MN和M/N/之间为一竖直方向的风洞实验区,可对置于其中的物体产生一个竖直方向恒定的风力。现将一质量为m的小球从A点斜向上抛出,小球将沿图示轨迹击中P点。若将风力等值反向,小球抛出时初速度不变,则可垂直于M/N/击中M/N/上Q点(未画出)。下列说法错误的是
A. 开始时风力竖直向下
B. 小球在P点的速度大于在Q点的速度
C. 小球在AP间运动的时间等于在AQ间运动的时间
D. 在开始情况下,若仅增大小球质量m,小球可能垂直击中Q点
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【题目】一位消防员在火灾现场的房屋内发现一个容积为V0的废弃的氧气罐(视为容积不变)、经检测,内部封闭气体压强为1.2p0,为了消除安全隐患,消防队员拟用下面两种处理方案:
①冷却法:经科学冷却,使罐内气体变成27 ℃、一个标准大气压p0,求气体温度降低了多少摄氏度?
②放气法:保持罐内气体温度不变,缓慢地放出一部分气体,使气体压强回落到p0,求氧气罐内剩余气体的质量与原来总质量的比值。
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【题目】某同学用图所示的 “碰撞实验装置”研究直径相同的两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
①在实验中小球速度不易测量,可通过仅测量_____解决这一问题。
A.小球做平抛运动的时间
B.小球做平抛运动的水平距离
C.小球做平抛运动的初始高度
D.小球释放时的高度
②图中PQ是斜槽,QR为水平槽,R为水平槽末端。利用铅垂线在记录纸上确定R的投影点O。实验时先使A球从斜槽上G处由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹;此后,再把B球放在R处,将A球再从G处由静止释放,与B球碰撞后在记录纸上分别留下A、B两球落点痕迹。由测量可知,碰撞前A球做平抛运动的水平距离为x0;碰撞后,A、B两球做平抛运动的水平距离分别为x1、x2。用天平称量A、B两球的质量分别为mA、mB。若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为____(用题目给出的物理量符号表示)。
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【题目】如图为一电源电动势为E,内阻为r的恒定电路,电压表A的内阻为10kΩ,B为静电计,C1、C2分别是两个电容器,将开关闭合一段时间,下列说法正确的是( )
A. 若C1>C2,则电压表两端的电势差大于静电计两端的电势差
B. 若将变阻器滑动触头P向右滑动,则电容器C2上带电量增大
C. C1上带电量为零
D. 再将电键S打开,然后使电容器C2两极板间距离增大,则静电计张角也增大
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