【題目】某同學(xué)利用圖甲所示裝置探究“加速度與力、物體質(zhì)量的關(guān)系”。圖中裝有砝碼的小車放在長木板上,左端拴有一不可伸長的細繩,跨過固定在木板邊緣的定滑輪與一砝碼盤相連。在砝碼盤的牽引下,小車在長木板上做勻加速直線運動,圖乙是該同學(xué)做實驗時打點計時器打出的一條點跡清晰的紙帶,已知紙帶上每相鄰兩個計數(shù)點間還有一個點沒有畫出,相鄰兩計數(shù)點之間的距離分別是、、、、、,打點計時器所接交流電的周期為,小車及車中砝碼的總質(zhì)量為,砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為,當?shù)刂亓铀俣葹?/span>。
(1)根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)可得小車運動的加速度表達式為________(要求結(jié)果盡可能準確)。
(2)該同學(xué)探究在合力不變的情況下,加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系。下列說法正確的是________。
A.平衡摩擦力時,要把空砝碼盤用細繩通過定滑輪系在小車上,紙帶通過打點計時器與小車連接,再把木板不帶滑輪的一端用小墊塊墊起,移動小墊塊,直到小車恰好能勻速滑動為止
B.平衡摩擦后,還要調(diào)節(jié)定滑輪的高度,使滑輪與小車間的細繩保持水平
C.若用表示小車受到的拉力,則為了減小誤差,本實驗要求
D.每次改變小車上砝碼的質(zhì)量時,都要重新平衡摩擦力
(3)該同學(xué)探究在和的總質(zhì)量不變情況下,加速度與合力的關(guān)系時,他平衡摩擦力后,每次都將小車中的砝碼取出一個放在砝碼盤中,并通過打點計時器打出的紙帶求出加速度。得到多組數(shù)據(jù)后,繪出如圖丙所示的圖像,發(fā)現(xiàn)圖像是一條過坐標原點的傾斜直線。圖像中直線的斜率為________(用本實驗中相關(guān)物理量的符號表示)。
【答案】 C
【解析】
(1)[1]因為每相鄰兩計數(shù)點之間還有一個點為畫出,為了減小偶然誤差,采用逐差法處理數(shù)據(jù),則有
,,,
為了更加準確的求解加速度,我們對三個加速度取平均值得
解得
(2)[2]A.在該實驗中,我們認為繩子的拉力就等于小車所受的合外力,故在平衡摩擦力時,細繩的另一端不能懸掛裝砝碼的砝碼盤,故A錯誤;
B.平衡摩擦后,還要調(diào)節(jié)定滑輪的高度,使牽引小車的細繩與長木板保持平行,故B錯誤;
C.本實驗中,對小車及車中砝碼由牛頓第二定律得
對托盤和鉤碼由牛頓第二定律得
兩式聯(lián)立解得
由此可知只有滿足盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時,近似認為,故C正確;
D.由于平衡摩擦力之后有
故
所以無論小車的質(zhì)量是否改變,小車所受的滑動摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力,改變小車質(zhì)量時不需要重新平衡摩擦力,故D錯誤。
故選C。
(3)[3]對盤和砝碼
對小車
聯(lián)立解得
認為合力,所以
即
圖象是過坐標原點的傾斜直線,直線的斜率表示。
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【題目】如圖(a)所示,光滑絕緣斜面與水平面成角放置,垂直于斜面的有界勻強磁場邊界M、N與斜面底邊平行,磁感應(yīng)強度大小為。質(zhì)量的“日”字形導(dǎo)線框在沿斜面向上的外力作用下沿斜面向上運動,導(dǎo)體框各段長度相等,即,ab、fc,ed段的電阻均為,其余電阻不計。從導(dǎo)線框剛進入磁場開始計時,fc段的電流隨時間變化如圖(b)所示(電流由f到c的方向為正),重力加速度下列說法正確的是( 。
A.導(dǎo)線框運動的速度大小為10m/s
B.磁感應(yīng)強度的方向垂直斜面向上
C.在至這段時間內(nèi),外力所做的功為0.24J
D.在至這段時間內(nèi),導(dǎo)線框所受的安培力大小為0.3N
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【題目】如圖所示,兩平行導(dǎo)軌、豎直放置在勻強磁場中,勻強磁場方向豎直向上,將一根金屬棒放在導(dǎo)軌上使其水平且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸,現(xiàn)在金屬棒中通以變化的電流,同時釋放金屬棒使其運動.已知電流隨時間變化的關(guān)系式為(為常數(shù),),金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)一定.以豎直向下為正方向,則下面關(guān)于棒的速度、加速度隨時間變化的關(guān)系圖象中,可能正確的有
A. B.
C. D.
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【題目】測定阻值約為20Ω的金屬漆包線的電阻(兩端絕緣漆層已去除),實驗室提供下列器材:
A.電流表A:量程①0~0.6A,內(nèi)阻約為1Ω;量程②0~3A,內(nèi)阻約為0.2Ω
B.電壓表V:量程③0~3V,內(nèi)阻約為2kΩ;量程④0~15V,內(nèi)阻約為10kΩ
C.學(xué)生電源E:電動勢約為30V,內(nèi)阻r可以忽略
D.滑動變阻器R1:阻值范圍0~10Ω,額定電流5A
E.滑動變阻器R2:阻值范圍0~500Ω,額定電流0.5A
F.開關(guān)S及導(dǎo)線若干
(1)為了調(diào)節(jié)方便,并能較準確地測出該漆包線的電阻,電流表應(yīng)選擇量程______(選題量程序號),電壓表應(yīng)選擇量程______(選題量程序號),滑動變阻器應(yīng)選擇______(選填“R1”或“R2”)。
(2)請設(shè)計合理的實驗電路,將電路圖完整地補畫在方框中。
(____)
(3)根據(jù)正確的電路圖進行測量,某次實驗中電壓表與電流表的示意圖如圖乙,可求出這卷漆包線的電阻為____________Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
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【題目】如圖所示,等邊三角形線框由三根相同的導(dǎo)體棒連接而成,固定于勻強磁場中,線框平面與磁感應(yīng)強度方向垂直,線框頂點、與直流電源兩端相接,已知導(dǎo)體棒受到的安培力大小為,則( 。
A.導(dǎo)體棒受到的安培力垂直于線框平面
B.導(dǎo)體棒中的電流是導(dǎo)體棒中電流的2倍
C.導(dǎo)體棒和所受到的安培力的合力大小為
D.三角形線框受到的安培力的大小為
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【題目】磁流體發(fā)電機的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示。把平行金屬板A、B和電阻R連接,A、B之間有很強的磁場,將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量正、負帶電粒子)以速度v噴入磁場,A、B兩板間便產(chǎn)生電壓,成為電源的兩個電極。下列推斷正確的是( )
A.A板為電源的正極
B.電阻R兩端電壓等于電源的電動勢
C.若減小兩極板的距離,則電源的電動勢會減小
D.若增加兩極板的正對面積,則電源的電動勢會增加
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【題目】如圖所示,AB為一光滑固定軌道,AC為動摩擦因數(shù)μ=0.25的粗糙水平軌道,O為水平地面上的一點,且B、C、O在同一豎直線上,已知B、C兩點的高度差為h,C、O兩點的高度差也為h,AC兩點相距s=2h. 若質(zhì)量均為m的兩滑塊P、Q從A點以相同的初速度v0分別沿兩軌道滑行,到達B點或C點后分別水平拋出.求:
(1)兩滑塊P、Q落地點到O點的水平距離.
(2)欲使兩滑塊的落地點相同,滑塊的初速度v0應(yīng)滿足的條件.
(3)若滑塊Q的初速度v0已滿足(2)的條件,現(xiàn)將水平軌道AC向右延伸一段L,要使滑塊Q落地點距O點的距離最遠,L應(yīng)為多少?
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【題目】下列說法中正確的是( 。
A.一定質(zhì)量的理想氣體,在壓強不變時,則單位時間內(nèi)分子與器壁碰撞次數(shù)隨溫度降低而減少
B.布朗運動不是液體分子的運動,但能說明液體分子在永不停息地做無規(guī)則運動
C.利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機,將海水的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能是可能的
D.荷葉上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用
E.某氣體的摩爾體積為V,分子的體積為V0,阿伏加德羅常數(shù)可表示為
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【題目】質(zhì)譜儀又稱質(zhì)譜計,是分離和檢測不同同位素的儀器。某質(zhì)譜儀的原理圖如圖所示,速度選擇器中勻強電場的電場強度大小為E,勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B1,偏轉(zhuǎn)磁場(勻強磁場)的磁感應(yīng)強度大小為B2。一電荷量為q的粒子在加速電場中由靜止加速后進入速度選擇器,恰好能從速度選擇器進入偏轉(zhuǎn)磁場做半徑為R的勻速圓周運動。粒子重力不計,空氣阻力不計。該粒子的質(zhì)量為( )
A.B.C.D.
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