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【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m、n、t、r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m、h、r及相关的常量表示);
③保持n的取值不变,改变h和r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】(1)在测量电源的电动势E及内阻r的实验中,按图甲所示的电路图进行实验,闭合开关,当将滑动变阻器的滑片由A端向B端逐渐滑动时,下列说法正确的是___
A.滑动变阻器接入电路的阻值变大
B.电流表的示数变大
C.电压表的示数变大
(2)由于电源的内阻较小,现增加了一个阻值为1.00Ω的定值电阻R0,请用笔画线代替导线,在图乙中完成增加R0后的实物连线___,要求滑动变阻器滑片向左移动时,电流表示数变大。
(3)调节滑动变阻器,记录电压表和电流表的示数,将记录的数据描绘在图丙所示的方格纸上,可求得电动势E=___V、内阻r=____Ω。(结果均保留两位小数)
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【题目】水平地面上固定一光滑圆弧轨道,轨道下端的水平面与小车 C 的上表面平滑连接(如图所示),圆弧轨道上有一个小滑块A,质量为mA=4kg,在距圆弧轨道的水平面高h=1.8 m 处由静止下滑,在小车C的最左端有一个质量mB=2kg的滑块B,滑块A与B均可看做质点,滑块A与B碰撞后粘在一起,已知滑块 A、B 与车C的动摩擦因数均为μ=0.5,车 C与水平地面的摩擦忽略不计.取 g=10 m/s2.求:
(1)滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度的大小;
(2)若小车长0.64米,且滑块 A、B 恰好没有从小车上滑下,求小车的质量。
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【题目】宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的圆轨道运行。设每个星体的质量均为m,引力常量为G。
(1)试求第一种形式下,星体运动的线速度大小。
(2)假设两种形式星体的运动周期相同,第二种形式下星体之间的距离应为多少?
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【题目】麦克斯在前人研究的基础上,创造性地建立了经典电磁场理论,进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例:圆形平行板电容器在充、放电的过程中,板间电场发生变化,产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示,若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流,则下列说法中正确的是( )
A.电容器正在放电
B.两平行板间的电场强度E在增大
C.该变化电场产生顺时针方向(俯视)的磁场
D.两极板间电场最强时,板间电场产生的磁场达到最大值
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【题目】图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图甲所示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.电流表的示数为20A
B.线圈转动的角速度为50π rad/s
C.t=0.01s时,穿过线圈的磁通量为零
D.t=0.02s时,线圈平面与磁场方向垂直
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【题目】轻绳一端固定在天花板上,另一端系一个小球,开始时绳竖直,小球与一个倾角为θ的静止三角形物块刚好接触,如图所示。现在用水平力F向左非常缓慢的推动三角形物块,直至轻绳与斜面平行,不计一切摩擦。在该过程中,下列说法中正确的是( )
A.绳中拉力先变小后增大
B.斜面对小球的弹力不做功
C.地面对三角形物块的支持力一直增大
D.水平推力F做的功大于小球机械能的增加
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【题目】在如图所示的电路中,电源电动势为E、内电阻为r,电容器的电容为C,灯泡L的灯丝电阻不随温度变化,电压表和电流表均为理想电表。闭合开关S,待电路稳定后,缓慢减小电阻箱R接入电路中的阻值,与调节电阻箱之前相比,电压表示数变化量的绝对值为,在这个过程中电路中所有器件均不会被损坏,下列说法中正确的是( )
A.灯泡L将变亮
B.电压表和电流表的示数都将变大
C.电源两端电压变化量的绝对值将大于
D.电容器所带电荷量增加,增加量大于
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【题目】如图,等离子体以平行两极板向右的速度v=100m/s进入两极板之间,平行极板间有磁感应强度大小为0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁场,两极板间的距离为10cm,两极板间等离子体的电阻r=1Ω。小波同学在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极接电路中B点,沿边缘放一个圆环形电极接电路中A点后完成“旋转的液体”实验。若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场,上半部分为S极, R0=2.0Ω,闭合开关后,当液体稳定旋转时电压表(视为理想电压表)的示数恒为2.0V,则
A.玻璃皿中的电流方向由中心流向边缘
B.由上往下看,液体做逆时针旋转
C.通过R0的电流为1.5A
D.闭合开关后,R0的热功率为2W
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【题目】2017年10月10日,中国科学院国家天文台宣布,科学家利用被誉为“天眼”的世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜()探测到数十个优质脉冲星候选体,其中两颗已通过国际认证。这是中国人首次利用自己独立研制的射电望远镜发现脉冲星。脉冲星是中子星的一种,是会发出周期性脉冲信号的星体。与地球相似,脉冲星也在自转着,并且有磁场,其周围的磁感线分布如图所示。脉冲是由于脉冲星的高速自转形成,只能沿着磁轴方向从两个磁极区辐射出来;脉冲星每自转一周,地球就接收到一次它辐射的脉冲。结合上述材料,下列说法正确的是( )
A.脉冲信号属于机械波
B.脉冲星的磁轴与自转轴重合
C.脉冲的周期等于脉冲星的自转周期
D.若脉冲星是质量分布均匀的球体,那么它表面各处重力加速度的大小都相等
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