某同學(xué)利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進行探究:一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一小球接觸而不固連;彈簧處于原長時,小球恰好在桌面邊緣,如圖(a)所示。向左推小球,使彈黃壓縮一段距離后由靜止釋放;小球離開桌面后落到水平地面。通過測量和計算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能。回答下列問題:
⑴本實驗中可認為,彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等。已知重力加速度大小為g。為求得Ek,至少需要測量下列物理量中的__________(填正確答案標號)。
A.小球的質(zhì)量m B.小球拋出點到落地點的水平距離s
C.桌面到地面的高度h D.彈簧的壓縮量Δx
E.彈簧原長l0
⑵用所選取的測量量和已知量表示Ek,得Ek= _________。
⑶圖(b)中的直線是實驗測量得到的s-Δx圖線。從理論上可推出,如果h不變,m增加,s-Δx圖線的斜率會________(填“增大”、“減小”或“不變”);如果m不變,h增加,s-Δx圖線的斜率會 ______(填“增大”、“減小”或“不變”)。由圖(b) 中給出的直線關(guān)系和Ek的表達式可知,Ep與Δx的_____次方成正比。
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如圖所示,相距為d、板間電壓為U0的平行金屬板間有方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場;OP和x軸的夾角α=45°,在POy區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向外的勻強磁場,POx區(qū)域內(nèi)有沿x軸正方向的勻強電場,場強大小為E;一質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子沿平行于金屬板、垂直磁場的方向射入板間并做勻速直線運動,從坐標為(0,L)的a點垂直y軸進入磁場區(qū)域,從OP上某點沿y軸負方向離開磁場進入電場,不計離子的重力.
(1)離子在平行金屬板間的運動速度v0;
(2)POy區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度B;
(3)離子打在x軸上對應(yīng)點的坐標.
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如圖所示,ABC為一直角三棱鏡的橫截面,頂角A為30º。若光線PO垂直AB面入射,從AC面射出時相對于入射方向改變了15º角,現(xiàn)使光線PO繞入射點O在ABC平面內(nèi)順時針轉(zhuǎn)動一角度后,從O點入射的光線經(jīng)AC面反射之后能垂直BC面射出,求轉(zhuǎn)過的角度值。
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圖1為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖。砂和砂桶的總質(zhì)量為,小車和砝碼的總質(zhì)量為M。實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小。
(1)試驗中,為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長木板一滑輪的高度,使細線與長木板平行。接下來還需要進行的一項操作是( )
A.將長木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,給打點計時器通電,調(diào)節(jié)m的大小,使小車在砂和砂桶的牽引下運動,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動。
B.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點計時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動。
C.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨,撤去紙帶以及砂和砂桶,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運動。
(2)實驗中要進行質(zhì)量和M的選取,以下最合理的一組是( )
A.M=20 g,=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
B.M=200 g,=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
C.M=400 g,=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
D.M=400g,=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
(3)圖2 是試驗中得到的一條紙帶, A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點,相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出。量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm、sEF=5.91 cm、sFG=6.34 cm.已知打點計時器的工作頻率為50Hz,則小車的加速度
a= m/s2 (結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
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某同學(xué)用圖(a)所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,當?shù)刂亓铀俣葹間=9.80m/s2。實驗中該同學(xué)得到的一條點跡清晰的完整紙帶如圖(b)所示。紙帶上的第一個點記為O,另選連續(xù)的三個點A、B、C進行測量,圖中給出了這三個點到O點的距離hA、hB和hC的值。回答下列問題(計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
(1)打點計時器打B點時,重物速度的大小vB=
m/s;
(2)通過分析該同學(xué)測量的實驗數(shù)據(jù),他的實驗結(jié)果是否驗證了機械能守恒定律?簡要說明分析的依據(jù)。
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如圖所示,重為G的光滑球在傾角為的斜面和豎直墻壁之間處于靜止狀態(tài).若將斜面換成材料和質(zhì)量相同,但傾角稍小一些的斜面,以下判斷正確的是
A.球?qū)π?img src='http://thumb.1010pic.com/pic1/files/down/test/2015/04/09/23/2015040923230337799383.files/image022.gif'>面的壓力變小
B.球?qū)π泵娴膲毫ψ兇?/p>
C.斜面可能向左滑動
D.斜面仍將保持靜止
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如圖所示,小方塊代表一些相同質(zhì)量的鉤碼,圖①中O為輕繩之間聯(lián)結(jié)的節(jié)點,圖②中光滑的滑輪跨在輕繩上懸掛鉤碼,兩裝置處于靜止狀態(tài),現(xiàn)將圖①中的B滑輪或圖②中的端點B沿虛線稍稍上移一些,則關(guān)于θ角變化說法正確的是( )
A.①②中θ角均增大
B.①②中θ角均不變
C.①中θ增大,②中θ角不變化
D.①中θ不變,②中θ角變大
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由于生態(tài)環(huán)境被破壞,地表土裸露,大片土地沙漠化,加上干旱少雨,我國北方地區(qū)春天會出現(xiàn)揚塵天氣甚至沙塵暴。據(jù)環(huán)保部門測定,在北京地區(qū)出現(xiàn)嚴重沙塵暴時,最大風(fēng)速可達到12 m/s,同時由于大量微粒在空中懸浮,天空呈橙黃色,能見度只有50m左右。
(1)根據(jù)光的散射規(guī)律可知,當空中懸浮的微粒直徑d與入射光的波長λ之比d/λ=0.1時,該波長的光散射最強。在空氣潔凈時,主要是大氣中的氣體分子在散射日光,其中藍光被散射得最強,所以天空呈藍色。發(fā)生沙塵暴時由于懸浮微粒對光的散射,使得天空呈橙黃色,已知橙黃色光波的平均波長為6.0×10-7m,請計算懸浮微粒的平均直徑為多大。
(2)若某次沙塵暴使空氣中懸浮微粒的最高濃度達到5.8x10-6 kg/m3,已知單個懸浮微粒的密度為2.0×103k/m3,這時1.0cm3的空氣約含多少顆懸浮微粒?
(3)在一般揚塵天氣,風(fēng)力發(fā)電機還可以正常工作。已知風(fēng)力發(fā)電機將空氣的動能轉(zhuǎn)化為電能的效率為20%,空氣密度為1.29 kg/m3,某風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)車的有效受風(fēng)面積為4.0 m2,此風(fēng)力發(fā)電機在風(fēng)速為l0 m/s時的輸出電功率為多大?
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