【题目】如图所示,是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。
(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图2所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,A、B、C为三个计数点,用刻度尺测得OA=12.41cm,OB=18.60cm,OC=27.21cm,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg,取g =9.80m/s2 。在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量ΔEp=_________J;打B点瞬间重物的速度VB=_________m/s(结果均保留三位有效数字)。
(2)该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的___________误差(选填“偶然”或“系统”)。由此看,甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp________ΔEk(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)①乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点,他又检查了几遍,发现测量和计算都没有出现问题,其原因可能是____________(在A、B、C项中选择并填在横线上)。
A、由于空气阻力的影响
B、先释放重物再接通打点计时器电源
C、先接通打点计时器电源后释放重物
②乙同学测出该图线的斜率为k,如果不计一切阻力,则当地的重力加速度g ____k(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)丙同学利用该实验装置又做了其它探究实验,分别打出了以下4条纸带①、②、③、④,其中只有一条是做“验证机械能守恒定律”的实验时打出的。为了找出该纸带,丙同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间的距离依次为x1、x2、x3。请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为________。(取g =9.80m/s2,将选中纸带数据前的序号填在横线上)
①6.05 cm,6.10 cm,6.06 cm ②4.96 cm,5.35 cm,5.74 cm
③4.12 cm,4.51 cm,5.30 cm ④6.10 cm,6.58 cm,7.06 cm
【答案】1.82 1.85 系统 大于 B 等于 ②
【解析】
本题考查验证机械能守恒定律的实验。
(1)[1] 在OB段运动过程中,重物重力势能的减少量
[2]打B点时的速度
(2)[3] 该实验没有考虑各种阻力的影响,这属于本实验的系统误差。
[4]由于有阻力的存在,故数据处理结果比较合理的是。
(3)[5]从图象中可以看出,当物体下落的高度为0时,物体的速度不为0,说明了操作中先释放重物,再接通(打点计时器)电源。故B正确AC错误。
[6]根据机械能守恒得:
则:
则图像的斜率:。
(4)[7] 纸带中打出的点符合相邻相等的条件,则可以知道相邻两位移间应保证位移之差等于
①中的位移之差分别为0.05cm;②中的位移之差分别为0.39cm;③中的位移之差分别为0.39cm,0.79cm;④中的位移之差分别为0.48cm。故纸带应该为②。
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【题目】如图所示为一速度选择器,两极板P、Q 之间存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场.一束电量均为q的粒子流(重力不计)以速度v从a沿直线运动到b,则下列说法中正确的是
A.粒子一定带正电
B.粒子的速度一定等于
C.若粒子的电量加倍,则粒子一定不能沿直线运动到b
D.若粒子流以速度v从b点向左水平进入极板间,将会做曲线运动
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【题目】如图所示,已知电源电动势E=20 V,内阻r=1 Ω,当接入固定电阻R=4 Ω时,电路中标有“3V 6 W”的灯泡L和内阻RD=0.5 Ω的小型直流电动机D都恰能正常工作.试求:
(1)电路中的电流大小;
(2)电动机的额定电压;
(3)电动机的输出功率;
(4)电源的效率。
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【题目】如图所示,实线是一簇由负点电荷产生的电场线。一带电的粒子仅在电场力作用下通过电场,图中虚线为粒子的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点。下列判断正确的是 ( )
A.a点场强小于b点场强
B.a点电势高于b点电势
C.带电粒子从a到b动能减小
D.带电粒子带负电
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【题目】如图所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块( )
A. 在P和Q中都做自由落体运动
B. 在两个下落过程中的机械能都守恒
C. 在P中的下落时间比在Q中的长
D. 落至底部时在P中的速度比在Q中的大
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【题目】如图所示为三个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向外、向里和向外,磁场宽度均为L,在磁场区域的左侧边界处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定电流沿逆时针方向时的电动势E为正,外力F向右为正。以下能正确反映感应电动势E和外力F随时间变化规律的图象有
A.B.C.D.
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【题目】质量为1.0kg的小球从高20m处自由下落到软垫上,反弹后上升的最大高度为5.0m.小球与软垫接触的时间为1.0s,在接触时间内小球受到合力的冲量大小为(空气阻力不计,g取10m/s2)
A. 10N·s B. 20N·s C. 30N·s D. 40N·s
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【题目】如图所示,水平光滑轨道宽和弹簧自然长度均为d。m2的左边有一固定挡板。m1由图示位置静止释放,当m1与m2相距最近时m1速度为v1,则在以后的运动过程中( )
A. m1的最小速度是0
B. m1的最小速度是v1
C. m2的最大速度是v1
D. m2的最大速度是v1
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【题目】在光滑水平面上,建立一个直角坐标系xOy,一个质量为0.5kg的物体从静止开始受沿x轴正方向的水平恒力而运动,作用了5s的时间,其运动的x-t图像为一段抛物曲线,如图所示。5s末该力撤去,改为受一个沿y轴正方向、大小为0.5N的水平恒力,作用10s时间。求∶
(1)该物体在5s末的速度大小;
(2)该物体在15s末的速度大小及方向。
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