【题目】某实验小组采用如图所示的装置“探究加速度、质量和合力的关系”。提供的实验器材:电火花打点计时器、纸带、砂桶、细砂、细线、小车及砝码、一端带滑轮的长木板及垫块。某同学打出了一条纸带。已知计时器打点的时间间隔为0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了A、B、C、D、E等几个计数点。
(1)为完成此实验,下列不需要的器材是______(填下列仪器前的字母代号)。
A.天平
B.秒表
C.毫米刻度尺
(2)实验时,为了使小车所受的合力大小等于砂和砂桶的总重力,为此,一方面要消除摩擦力的影响;另一方面还应使砂和砂桶的质量______小车和砝码的总质量(填“远小于”或“远大于”)。
(3)已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端,打C点时的瞬时速度vc=______m/s,则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=______m/s2.(结果保留两位有效数字)
(4)甲同学在探究加速度与力的关系时,根据测量数据作出的a一F图线,如图(a)所示。则实验存在的问题是______。
(5)乙、丙两同学用同一装置探究加速度与力的关系时,画出了各自得到的a-F图线,如图(b)所示。则是两同学做实验时______取值不同造成的。
(6)随着F的增大,a-F图线最后会略微向______弯曲(填上或下)。
【答案】B 远小于 0.54 1.0 平衡摩擦力过度 小车和砝码的质量 下
【解析】
(1)实验过程需要测出砂与砂桶、以及小车的质量,要用到天平。还需要用刻度尺测出纸带上计数点间的距离,有了打点计时器后不需要秒表。故AC错误,B正确。
(2)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该改变木板的倾角,用重力的下滑分量来平衡摩擦力;重物加速下滑,处于失重状态,其对细线的拉力小于重力,设拉力为T,根据牛顿第二定律,有对重物,有 mg-T=ma,对小车,有T=Ma,解得:,当Mm时,有T≈mg,所以,实验时应使砂和砂桶的质量远小于小车和砝码的总质量。
(3)打C点时的瞬时速度,根据xCE-xAC=a(2T)2,解得a=1.0m/s2
(4)如图(a)所示,当F=0时a≠0,则知平衡摩擦力过度。
(5)根据 ,知图线的斜率不同,是由于小车和砝码的质量不同造成的。
(6)随着F的增大,即砂和砂桶的质量增大,将破坏砂和砂桶的质量远小于小车和砝码的总质量这个条件,a-F图线最后会略微向下弯曲。
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【题目】(1)打点计时器是中学研究物体运动时常用的实验器材,常见的有电磁打点计时器和电火花计时器两种.关于电磁打点计时器和电火花计时器的比较,下列说法正确的是_____________.______
A.电磁打点计时器使用交流电源,电火花计时器使用直流电源
B.它们都是使用6V以下的交流电源
C.当电源频率为50Hz时,它们都是每隔0.02s打一个点
D.电火花计时器工作时,纸带运动受到的阻力较小,所以实验误差也较小
(2)如图所示为某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验时由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间有四个点未画出,且其时间间隔记为T,其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm,则A处瞬时速度的大小是____m/s,小车运动的加速度计算表达式为a=_________(用题目中的字母表示),加速度的大小是___ m/s2(计算结果均保留两位有效数字).
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【题目】图甲为直角坐标xOy,y轴正向沿竖直向上方向,其所在空间分布着均匀的、大小随时间周期性变化的电场和磁场,其变化规律如图乙所示,规定电场强度方向沿y轴正向为正方向,磁感应强度方向垂直坐标xOy平面向里为正方向。t=0时刻,电荷量为q、质量m的带正电粒子由坐标原点O静止释放,已知场强大小E0=,磁感应强度大小B0=,g取l0m/s2.求:
(l)t=ls末粒子速度的大小和方向;
(2)粒子第一次进人磁场时做圆周运动的半径和周期;
(3)在0-6s内粒子运动过程中最高点的位置坐标。
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【题目】如图所示是某物体做直线运动的v-t图象,下列说法中正确的是
A. 物体在2s时速度方向发生改变
B. 物体在2s时加速度方向发生改变
C. 物体在3s内通过的位移为5m
D. 物体在3s内平均速度为3m/s
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【题目】河水速度与河岸平行,大小v保持不变,小船相对静水的速度为v0. 一小船从A点出发,船头与河岸的夹角始终保持不变,如图所示,B为A的正对岸,河宽为d,则( )
A. 小船不可能到达B点
B. 小船渡河时间一定等于d/v0
C. 小船一定做匀速直线运动
D. 小船到达对岸的速度一定大于v0
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【题目】—个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈的产生的感应电动势随时间变化的图象如图甲所示,则下列说法中正确的是
A. t=0时刻,线圈处在中性面位置
B. t=0.01 s时刻,的变化率最大
C. t=0.02 s时刻,感应电动势达到最大
D. 穿过线圈磁通量的变化图象如图乙所示
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【题目】如图所示,两足够长平行金属导轨固定在水平面上,匀强磁场方向垂直导轨平面向下,金属棒ab、cd与导轨构成闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动,两金属棒ab、cd的质量之比为2:1。现使金属棒cd以初速度v0沿导轨向右运动
A. 运动过程中,金属棒ab、cd所受安培力的冲量大小之比为1:1
B. 经过足够长的时间,金属棒ab、cd动量大小之比为1:1
C. 经过足够长的时间,金属棒ab、cd都做匀速运动,速度之比为1:2
D. 经过足够长的时间,两金属棒间距离保持不变
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【题目】如图甲所示,在变压器的输入端串接上一只整流二极管D,在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1=Um1sint,设t=0时刻为a“+”、b“-”,则副线圈输出的电压的波形(设c端电势高于d端电势时的电压为正)是图中的( )
A. A B. B C. C D. D
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【题目】如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距为d,a、b间加有电压,b板下方空间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计重力),从贴近a板的左端以v0的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝P处穿过b板进入匀强磁场,最后粒子打到b板的Q处(图中未画出)被吸收.已知P到b板左端的距离为2d,求:
(1)进入磁场时速度的大小和方向;
(2)P、Q之间的距离;
(3)粒子从进入板间到打到b板Q处的时间.
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