题目列表(包括答案和解析)
10、(14分)学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣,老师建议他们
先研究用厚度和质量分布均匀的长木条(如一把米尺)做成的摆(这种摆被
称为复摆),如图所示。让其在竖直平面内做小角度摆动,C 点为重心,木
条长为 L ,周期用 T 表示 。
甲同学猜想:复摆的周期应该与木条的质量有关。
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离 L/2 。
丙同学猜想:复摆的摆长应该大于 L/2 。理由是:若 OC 段看成细线,
线栓在C处,C点以下部分的重心离O点的距离显然大于L/2。
为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:
(1) 把两个相同的长木条完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个长木条摆动时的周期相同,重做多次仍有这样的特点。则证明了甲同学的猜想是 的(选填“正确”或“错误”) 。
(2) 用 To 表示木条长为 L 的复摆看成摆长为 L/2 单摆的周期计算值(To = 2π ),用 T 表示木条长为 L 复摆的实际周期测量值。计算与测量的数据如下表:
板长L(cm) |
25 |
50 |
80 |
100 |
120 |
150 |
周期计算值To /(s) |
0.70 |
1.00 |
1.27 |
1.41 |
1.55 |
1.73 |
周期测量值T/(s) |
0.81 |
1.16 |
1.47 |
1.64 |
1.80 |
2.01 |
由上表可知,复摆的等效摆长 L/2 (选填“大于”、“小于”或“等于”) 。
(3) 为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标
如图 13 所示。请在坐标纸上作出 T – To图线,并根据图象中反映出的规律求出
/ = (结果保留三位有效数字,其中 L等 是木条长为L时的等效摆长。T = 2π) 。
9、(4分)甲、乙、丙、丁四位同学在使用不同精度的游标卡尺和螺旋测微器测量同一个物体的长度时,分别测量的结果如下:
甲同学:使用游标为50分度的卡尺,读数为12.045cm
乙同学:使用游标为10分度的卡尺,读数为12.04cm
丙同学:使用游标为20分度的卡尺,读数为12.045cm
丁同学:使用精度为“0.01mm”的螺旋测微器,读数为12.040mm
从这些实验数据中可以看出读数肯定有错误的是__________同学.
13、(19分)如图所示,一块长为L、质量m的扁平均匀规则木板通过装有传送带的光滑斜面输送。斜面与传送带靠在一起连成一直线,与水平方向夹角θ,传送带以较大的恒定速率转动,传送方向向上,木板与传送带之间动摩擦因数为常数。已知木板放在斜面或者传送带上任意位置时,支持力均匀作用在木板底部。将木板静止放在传送带和光滑斜面之间某一位置,位于传送带部位的长度设为x,当x=L/4时,木板能保持静止。
(1)将木板静止放在x=L/2的位置,则木板释放瞬间加速度多大?
(2)设传送带与木板间产生的滑动摩擦力为f,试在0≤x≤L范围内,画出f-x图象。(本小题仅根据图象给分)
(3)木板从x=L/2的位置静止释放,始终在滑动摩擦力的作用下,移动到x=L的位置时,木板的速度多大?
(4)在(3)的过程中,木块的机械能增加量设为ΔE,传送带消耗的电能设为W,不计电路中产生的电热,比较ΔE和W的大小关系,用文字说明理由。
12、(19分)单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量 ( 以下简称流量 )。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体 ( 如自来水、啤酒等 ) 流量的装置,称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。
传感器的结构如图所示,圆筒形测量管内壁绝缘,其上装有一对电极和c,a,c间的距离等于测量管内径D,测量管的轴线与a、c的连接方向以及通电线圈产生的磁场方向三者间两两相互垂直。当导电液体流过测量管时,在电极a、c的间出现感应电动势E,并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定,磁感应强度为B。
(1)已知,设液体在测量管内各处流速相同,试求E的大小 ( 取3.0 ) ;
(2)一新建供水站安装了电磁流量计,在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查,原因是误将测量管接反了,既液体由测量管出水口流入,从如水口流出。因为已加压充满管道。不便再将测量管拆下重装,请你提出使显示仪表的流量指示变为正值的简便方法;
(3)显示仪表相当于传感器的负载电阻,其阻值记为 a、c间导电液体的电阻r随液体电阻率的变化而变化,从而会影响显示仪表的示数。试以E、R、r为参量,给出电极a、c间输出电压U的表达式,并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。
11、(16分)如图所示,绘出了汽车刹车时刹车痕(即刹车距离)与刹车前车速的关系。v为车速,s为车痕长度。
(1)请用动能定理解释图示中汽车刹车距离与车速的关
系曲线。
(2)若某汽车发生了车祸,已知该汽车刹车时的刹车距
离与刹车前车速关系满足图示关系。交通警察要根
据碰撞后两车的损害程度(与车子结构相关)、撞
后车子的位移及转动情形等来估算碰撞时的车速。
同时还要根据刹车痕判断撞前司机是否刹车及刹车前的车速。若估算出碰撞时车子的速度为45km/h,碰撞前的刹车痕为20m,则车子原来的车速是多少?
10、(10分)在“测定金属的电阻率”的实验中,用螺旋测微器测量金属直径时的刻度位置如图所示,用米尺测出金属丝的长L,金属丝的电阻大 约为5先用伏安法测出金属丝的电阻R, 然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率。
(1)从图中读出金属丝的直径为 m m
(2)为此取来两节新的干电池、电键和若干导线及下列器材:
A,电压表0-3V,内阻IOk
B,电压表0-15V,内阻50k
C,电流表0-0.6A,内阻0.05
D,电流表0-3A,内阻0.01
E,滑动变阻器,0- 10
F、滑动变阻器,0-100
①要求较准确地侧出其阻值,电压表应选 ,电流表 应选 ,滑动变阻器应选 .(填序号)
②实验中他的实物接线如图所示,请指出该同学实物接线中的两处明显错误。
错误1
错误2
9、(8分)伽利略在物理学研究方面把实验和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来,有力地推进了人类科学认识的发展,标志着物理学的真正开端。某校科技小组设计了如图所示的装置,探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。
(1)实验时,让滑块从不同高度由静止沿斜面下滑,并同时打开水龙头的阀门,使水流到量筒中;当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳定的)。该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量 的。
(2)下表是该小组测得的有关数据,其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离,V为相应过程中量筒中收集的水量。分析表中数据,根据 ,可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论。
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
s (m) |
4.5 |
3.9 |
3.0 |
2.1 |
1.5 |
0.9 |
0.3 |
V(mL) |
90 |
84 |
72 |
62 |
52 |
40 |
23.5 |
|
5.6×10-4 |
5.5×10-4 |
5.8×10-4 |
5.5×10-4 |
5.6×10-4 |
5.6×10-4 |
5.4×10-4 |
(3)本实验误差的主要来源有:距离测量的不准确,水从水箱中流出不够稳定,还可能来源于 等。(写出一项即可)
13、(19分)如图所示,在光滑绝缘的水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B,A球的电荷量为+2q,B球的电荷量为-3q,组成一静止的带电系统。虚线NQ与MP平行且相距3L,开始时MP恰为杆的中垂线。视小球为质点,不计轻杆的质量,现在在虚线MP、NQ间加上水平向右的匀强电场E,求:
(1)B球刚进入电场时带电系统的速度大小;
(2)B球向右运动的最大位移以及从开始到最大位移处时B球电势能的变化量;
12、(19分)一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环,在范围足够大的磁场中竖直向下下落,磁场的分布情况如图所示。已知磁感强度竖直方向分量By的大小只随高度y变化,其随高度y变化关系为By=B0(1+ky)(此处k为比例常数,且k>0),其中沿圆环轴线的磁场方向始终向上。金属圆环在下落过程中的环面始终保持水平,速度越来越大,最终稳定为某一数值,称为收尾速度。求
(1)圆环中感应电流的方向。
(2)圆环收尾速度的大小
11、(16分)如图甲所示,水平传送带的长度L=5m,皮带轮的半径R=0.1m,皮带轮以角速度顺时针匀速转动。现有一小物体(视为质点)以水平速度v0从A点滑上传送带,越过B点后做平抛运动,其水平位移为S。保持物体的初速度v0不变,多次改变皮带轮的角速度,依次测量水平位移S,得到如图乙所示的S-图像(实线)。回答下列问题:
(1)当rad/s时,物体在A、B之间做什么运动?
(2)B端距地面的高度h为多大?
(3)物块的初速度v0多大?
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