某学习小组探究“功和速度变化关系”的实验装置如图甲所示，图中小车在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W_o．再用2条、3条…，完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…重复实验，每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．

（1）下列叙述正确的是

BD

BD

A．实验中长木板应保持水平
B．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需保持一致
C．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值
D．实验中应先接通打点计时器，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
（2）正确操作时，打在纸带上的点并不是均匀的，如图乙所示，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的

FK

FK

（选填“AE”或“FK”）部分进行测量．
（3）处理数据时，以第一次实验时橡皮筋做的功W为单位，作出功和速度变化关系的W一v图象，下列哪一个是符合实际情况的

C

C

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如图所示，在竖直平面内固定一半径R为2m、圆心角为120°的光滑圆弧轨道BEC，其中点E是最低点．在B、C两端平滑、对称地连接长度S均为

3

m的AB、CD两段粗糙直轨道，直轨道上端A、D与最低点E之间的高度差h均为2.5m．现将质量为0.01kg的小物块由A点静止释放，物块与直轨道间的动摩擦因数均为0.25．求：
（1）小物块从静止释放到第一次过E点时重力做的功；
（2）小物块第一次通过E点时的动能大小；
（3）小物块在E点时受到支持力的最小值．

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劲度系数为K=100N/m的弹簧一端固定在斜面的顶端，另一端与质量为2kg的物块A相连，另一质量为3kg的物块B在沿斜面向上的外力F作用下，与物块A紧挨在一起（不粘连）静止在斜面上，此时F=50N，AB与斜面间刚好没有摩擦力．现在改变力F，使AB一起以0.4m/s² 的加速度沿斜面向下作匀加速运动．经过一段时间t₀外力F变为恒力．已知A、B与斜面间的动摩擦因素均为0.2，斜面倾角为37°．（Sin37°=0.6  Cos37°=0.8）求：
（1）开始时弹簧对A的弹力F₁和F变为恒力瞬间弹簧对A的弹力F₂；
（2）在t₀时间内AB的位移；
（3）若弹簧弹力做的功W与形变量x的关系满足W=k x²/2，求t₀时间内，力F所做的功．

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如图所示，在竖直平面内的轨道，AB段粗糙且绝缘，BC段为半径为R的光滑绝缘圆弧轨道，半径OC竖直．圆心O点处有一带电量为Q的正点电荷．一个质量为m带电量为-q（q＞0）的小球自A点由静止开始下滑，小球沿轨道到达最高点C时恰好对轨道没有压力，小球经过B点时无机械能损失，已知A离地面高度 H=2.5R，AO间距离L=3R，重力加速度为g，静电力常量为k，求：
（1）小球到达C点时速度大小；
（2）小球到达B点时动能大小；
（3）摩擦力对小球做的功（提示：取无穷远处电势为零，离点电荷Q距离为r处的电势为φ=kQ/r ）．

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（2007?深圳二模）弹性势能是发生形变的物体所具有的能量．弹性势能跟形变的大小有关，例如弹簧的弹性势能跟弹簧被拉伸或压缩的长度（即形变量）有关，形变量越大，恢复原状时对外做的功越多，弹簧的弹性势能就越大．弹性势能跟形变量之间应该是怎样的定量关系呢？甲和乙两位同学为了解决这个问题，在实验室进行了探究弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间的关系的实验．以下是两位同学经历的一些实验探究过程，请你根据题目要求回答问题．
（1）甲同学在实验前提出了如下猜想：动能是物体运动具有的能量，动能的大小与运动速度有关，且跟运动速度的平方成正比，弹性势能是物体发生形变具有的能量，弹性势能的大小与形变有关，由此可以猜想弹性势能的大小也应该是跟形变量的平方成正比的关系．乙同学根据所学的物理知识用图象法从理论上证实了甲同学的猜想，他所用到的物理知识是：①弹簧发生形变时弹力与形变量的关系F=kx，②克服弹簧的弹力所做的功等于弹簧弹性势能的增加．请你完成甲同学的证明过程．
（2）两位同学为了用实验来证实他们的猜想，设计了如图所示的实验装置．在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的一小钢球接触．当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘．让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后落到水平地面，水平距离为s．为了完成实验，还需下列哪些器材？
A．秒表    B．刻度尺   C．白纸
D．复写纸  E．小球  F．游标卡尺
答：

BCD

BCD

．
（3）如果在实验中，得到弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表：

实验次序	1	2	3	4
x/cm	2.00	3.00	4.00	5.00
s/cm	10.20	15.14	20.10	25.30

从上面的实验数据，你能得出什么结论？再结合你学过的物理知识，能否推断出弹簧压缩时具有的弹性势能E_P与压缩量x的平方成正比的关系？（要求写出分析过程）．

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1．C由电荷数守恒和质量数守恒可知A、B错，由于镍63放出电子，故带正电，电势比铜片电势高，C正确，电流方向从铜片到镍，D错

2．C

3．A由可知，A正确

4．B将分子粗略地看成一个小立体，则个

5．D照射到a、b、c上三种光的频率关系，为，由光电效应的规律可知板b有电子射出，板c一定有光电子放出，正确答案为D

6．A航天飞机的运行周期

    设经过时间t航天飞机又通过建筑物上方，则

    ，所以

7．A沿着电场线的方向电势降低，，B错；E、F两点在同一等势面上，且，A正确

    由等量异种电荷的等势面特点可知．，C错，D错

8．C①F＝kA②

    由①②可知，C正确．

9．C先根据题意画出电子所走的弧，因为弧上任意一点的速度方向必然与该点所在的半径垂直，故可以过A点做与方向（即AB方向）垂直的直线，此即为带电粒子做匀速圆周运动的半径方向．同理过C点作垂直于BC的直线，也为该点的半径方向，两半径相交点即为带电粒子做匀速圆周运动的圆心．如答图1所示．由图示情况可以看出

答图1

    当时电子刚好不能从BC边射出．

    要使电子可以从BC边射出，必满足r＞，而r＝，

    ∴B＜时，电子可以从BC边射出

10．D11．（1）大于（2）轨道末端出口水平（3）P、、为落地的平均位置，F一步中的应为-2r，

12．（1）1.000

 （2）①略

    ②A．将滑动变阻器调至输出电压为零的位置，再合上．

    B．将扳向2，调滑动变阻器使电流表指针在某一电流刻度，并记下该位置．

    C．使阻值最大后，将扳向1，调电阻箱，使电流表指针回到所记的位置，记下电阻箱阻值．

    D．被测电阻＝．

13．侦察卫星环绕地球一周，通过有日照的赤道一次，在卫星一个周期时间（设为）地球自转的角度为q ，只要q 角所对应的赤道弧长能被拍摄下来，则一天时间内，地面上赤道处全部在有日照条件下就能被拍摄下来．设侦察卫量的周期为，地球对卫星的万有引力为卫星做圆周运动的向心力，卫星的轨道半径r＝R＋h，根据牛顿第二定律，则

    在地球表面的物体重力近似等于地球的万有引力，即mg＝

    解得侦察卫星的周期为

    已知地球自转周期为T，则卫星绕行一周，地球自转的角度为q ＝2p?

    摄像机应拍摄赤道圆周的弧长为q 角所对应的圆周弧长应为

14．当开关S在位置1时，粒子在电容器中做类平抛运动，即水平方向做匀速直线运动，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，有

    l＝vt，

    得

    则带电粒子的初速度

    （m/s）

    当S接到2位置时，电容器内形成按余弦规律变化的振荡电场，周期为

    ．

    接到位置2时，电容器内电场仍竖直向上，设粒子在第一个内加速向下运动，在第二个内减速向下运动，在半个周期结束时，粒子的速度为零，平均加速度＜a，运动时间＜t，故粒子半个周期内竖直方向位移，粒子不会打到下极板上．

    在第三个内，粒子加速向上运动，在第四个内减速向上运动，在后半个周期结束时，粒子的速度为零．从对称性角度考虑，经过一个周期，粒子又回到两板中央，竖直方向速度为零．

    不论电容器内电场如何作用周期性的变化，粒子在水平方向不受电场力的作用，水平速度不变，所以粒子在电场中运动的时间仍为2×s，在这一时间内，电场做周期性变化的次数

    ．

    所以当粒子离开电容器时，竖直速度为零，水平速度不变，仍为v＝1.0×m/s，从两板中央飞出．

    所以粒子能飞出电容器，从两板中央水平飞出，v＝1.00×m/s．

15．（1）滑块速度向右，根据匀速运动条件

    ①

    可知E的方向必水平向右．

    由返回速度向左且作匀速运动可知

    ＝mg ②

    而题中有： ③

    ②③联立得知，即＝2mg，代入①式

    所以E＝m （mg＋2mg）/q＝3m mg/q

    （2）设往返总时间为T有：

    即：，代入②式可得

    （3）返回时不受摩擦力，所以全过程摩擦力做功

    W＝-fL＝-m （mg＋）L＝-3m mgL

16．用答图2示平面内的光线进行分析，并只讨论从右侧观察的情形，如图所示，由亮点发出的任一光线CP线经过两次折射而从液面射出．由折射定律，按图上标记的各相关角度．有sina ＝nsinb  ①

    sing ＝（1/n）sind ②

    其中d ≤p /2g ＝（p /2）-（b ＋j ） ③

答图2

    注意到，若液体内光线入射到液面上时发生全反射，就没有从液面射出的折射光线．全反射临界角满足条件sin＝1/n

    可知光线CP经折射后能从液面射出从而可被观察到的条件为g ＜④

    或sing ＜1/n⑤

    现在计算sing ．利用③式可得

    sing ＝cos（b ＋j ）＝cosb cosj -sinb sinj

    由①式可得cosb ＝

    因此，nsing ＝cosj -nsinb sinj 又由①式nsing＝cosj  -sina sinj  ⑥

    由图及①、②式，或由⑥式均可看出a 越大则g 越小，因此，如果与a 值最大的光线相应的g 设为，若＞，则任何光线都不能射出液面．反之，只要＜，这部分光线就能射出液面，从液面上方可以观察到亮点．由此极端情况即可求出本题要求的条件．

    自C点发出的a 值最大的光线是极靠近CD的光线，它被DB面折射后进入液体，由⑥式可知与之相应的

    a ＝（p /2）-j

    nsin＝cosj  -cosj sinj

    能观察到亮点的条件为nsin＜1

    即cosj -cosj sinj ＜1

    上式可写成cosj ＜1＋cosj sinj

    取平方

    化简

    故

    开方并化简可得

    这就是在液面上方从侧面适当的方向能看到亮点时n与j 之间应满足的条件．

17．（1）激光器的功率为＝NE①

    已知激光对物体表面的压力为F＝2N?p②

    由光压的定义 ③

    联立以上各式得④

    （2）太阳光对薄膜产生的光压

     ⑤

    探测器受到的总光压力

    F＝I?S⑥

    以探测器为研究对象，根据牛顿第二定律F＝m?a ⑦

    ^∴⑧

18．（1）由竖直上抛运动得炮弹被射出时的初速度①

    （2）由动量守恒定律得： ②

    带电物体在洛仑兹力作用下的直线运动是匀速直线运动，假设电场强度方向竖直向上，根据受力有：③

    ④

    联立②③④得：

    两物体匀速运动的速度

    ∴40m/s ⑤

    50m/s ⑥

    所加电场为

    _⑦

    因为E为正，所以场强方向竖直向上

    （3）由动能定理得：爆炸对两物体做的功

    _⑧

    _⑨

    （4）由平抛运动规律得落地时间：

    ⑩

    两物体的水平位移

    ＝＝40×4m＝160m

    ＝＝50×4m＝200m

    两物体落地点间的距离

    Ds＝＋＋L＝360＋20＝380m