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14.( 14分)如图所示,光滑轨道的DP段为水平轨道,PQ段为半径是R的竖直半圆轨道,半圆轨道的下端与水平的轨道的右端相切于P点。一轻质弹簧两端分别固定质量为2m的小球A和质量为m的小球B,质量为m小球C靠在B球的右侧。现用外力作用在A和C上,弹簧被压缩(弹簧仍在弹性限度仙)。这时三个小球均静止于距离P端足够远的水平轨道上。若撤去外力,C球恰好可运动到轨道的最高点Q。已知重力加速度为g .求撤去外力前的瞬间,弹簧的弹性势能E是多少?
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13.(12分) 万有引力定律的发现是17世纪最伟大的物理成就之一。牛顿通过下述两个步骤完成了万有引力定律的数学推导。
(1)在前人研究的基础上,牛顿证明了“行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比,跟行星到太阳之间的距离的二次方成反比”。
(2)据牛顿第三定律,牛顿提出:“既然这个引力与行星的质量成正比,当然也应该和太阳的质量成正比”。
请你根据上述推导思路,完成万有引力定律数学表达式的推导。(注意:要说明各个字母的含义及推导依据)
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12 . ( 11分)某同学准备测定一只量程已知的电压表的内阻.器材如下:
A .待测电压表 (量程 3v ,内阻未知)
B .电流表(量程 3A ,内阻约为 0 . 01Ω)
C .定值电阻R0(阻值 2KΩ ,额定电流 50mA )
D .多用电表
E .直流电源 E (电动势小于 3v ,内阻不计)
F .单刀双掷开关 S
G .导线若干
该同学利用上述所给的器材,进行如下操作:
( 1 )用多用电表进行粗测:多用电表电阻档有三种倍率,分别是×100、 ×10和 ×1 . 该同学选择 ×100倍率,用正确的操作方法测量,刻度盘上的指针如图所示,那么测量结果是_______ Ω.
( 2 )为了更准确地测量这只电压表的阻值,请你在方框中帮该同学设计一个实验电路.
( 3 )假设你己经连接好实验电路,请你简要写出你的测量步骤:① _________________________________________________________
②__________________________________________________________________________
( 4 )利用已知和所测的物理量表示电压表的内阻,其表达式为____________________
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11. 像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。
现利用图所示装置测量滑块和长lm左右的木块间的动摩擦因数,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器设有画出。此外在木板顶端的P点还悬挂着一个铅锤,让滑块从木板的顶端滑下,光电门l、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为s和s。用游标卡尺测量小滑块的宽度d,卡尺数如图所示。
(1)读出滑块的宽度d = cm。
(2)滑块通过光电门1的速度v1 = m/s,滑块通过光电门2的速度v2 = m/s。
(3)若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为g,为完成测量,除了研究v1、v2和两个光电门之间的距离L外,还需测量的物理量是 (说明各量的物理意义,同时指明代表物理量的字母)。
(4)用(3)中各量求解动摩擦因数的表达式μ= (用字母表示)。
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10.如图所示,轻绳的一端系在质量为m的物体上,另一端系在一个圆环上,圆环套在粗糙水平横杆MN上,现用水平力F拉绳上一点,使物体处在图中实线位置.然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置,圆环仍在原来位置不动,则在这一过程中,水平拉力F、环与横杆的摩擦力f和环对杆的压力N的变化情况是
A.F逐渐增大,f保持不变,N逐渐增大
B.F逐渐增大,f逐渐增大,N保持不变
C.F逐渐减小,f逐渐增大,N逐渐减小
D.F逐渐减小,f逐渐减小,N保持不变
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9、如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。(不计重力作用)下列说法中正确的是
A.从t=0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直到打到右极板上
B.从t=0时刻释放电子,电子可能在两板间振动
C.从t=T/4时刻释放电子,电子可能在两板间振动,也可能打到右极板上
D.从t=3T/8时刻释放电子,电子必将打到左极板上
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8、如图所示,一只利用电容测量角度 的电容式传感器的示意图。当动片和定片之间的角度 发生变化时,电容便发生变化,于是知道的变化情况,就可以知道 的变化情况。下面图3-4-5中,最能正确反应和 间函数关系的是 ( )
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7.如图所示,在双曲线的两个焦点和上放置两个频率相同的波源,它们激起的波的波长为4cm.就图中A、B、C、D四个质点的振动,下面说法中正确的是( )
A.若A、B振动加强,则C、D振动一定减弱
B.若A、B振动加强,则C、D一定振动加强
C.A、B、C、D一定振动加强
D.A、B、C、D一定振动减弱
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6.一个质量为m的带电小球,在竖直方向的匀强电场中水平抛出,不计空气阻力,测得小球的加速度为,则在小球下落h高度的过程中( ).
A.小球的动能增加mgh B.小球的电势能增加mgh
C.小球的重力势能减少mgh D.小球的机械能减少mgh
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5 、如图所示,电源电动势为 E ,内电阻为 r .当滑动变阻器的触片从右端滑到左端时,电压表 V1、 V2 示数变化的绝对值分别为△U1和△U2, 下列说法中正确的是
A .小灯泡 Ll 、 L3 变暗,L2变亮
B .小灯泡Ll 、 L2 、L3都变亮 C .△U1<△U2 D .△U1>△U2
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