【題目】由于空間站處于完全失重狀態(tài),不能利用天平等儀器測量質(zhì)量,為此某同學(xué)為空間站設(shè)計了如圖甲所示的實驗裝置,用來測量小球質(zhì)量圖中彈簧固定在擋板上,軌道B處裝有光電門,可以測量出小球經(jīng)過光電門的時間.該同學(xué)設(shè)計的主要實驗步驟如下:

①用游標卡尺測量小球的直徑d

②將彈簧固定在擋板上

③小球與彈簧接觸并壓縮彈簧,記錄彈簧的壓縮量x

④由靜止釋放小球,測量小球離開彈簧后經(jīng)過光電門的時間t,計算出小球離開彈簧的速度v

⑤改變彈簧的壓縮量,重復(fù)步驟③、④多次

⑥分析數(shù)據(jù),得出小球的質(zhì)量

該同學(xué)在光滑地面上進行了上述實驗,請回答下列問題:

(1)步驟①中游標卡尺示數(shù)情況如圖乙所示,小球的直徑d=___________cm;

(2)某一次步驟③中測得彈簧的壓縮量為1cm,對應(yīng)步驟④中測得小球通過光電門的時間為7.50ms,則此次小球離開彈簧的速度v=___________m/s;

(3)根據(jù)實驗得到的彈簧的形變x與對應(yīng)的小球速度v在圖丙中畫出了v-x圖象已知實驗所用彈簧的彈性勢能Ep與彈簧形變量x2之間的關(guān)系如圖丁所示,實驗測得小球的質(zhì)量為___________kg

【答案】1.50 2 0.05

【解析】

(1)游標卡尺主尺與游標尺示數(shù)之和是游標卡尺示數(shù)。

(2)已知小球的直徑與小球經(jīng)過光電門時的時間,應(yīng)用速度公式可以求出小球的速度。

(3)根據(jù)坐標系內(nèi)描出的點作出圖象。根據(jù)能量守恒定律求出小球的質(zhì)量。

1)由圖乙所示游標卡尺可知,其示數(shù)為:15mm+0×0.1mm=15.0mm=1.50cm。
2)小球離開彈簧后做勻速直線運動,小球經(jīng)過光電門時的速度與離開彈簧時的速度相等,
小球離開彈簧時的速度:;
3)由圖示圖象可知:x=1cm時,即:x2=1×10-4m2時,EP=0.1J,由題意可知,x=1cm時,v=2m/s,由能量守恒定律可知:EP=mv2,代入數(shù)據(jù)解得:m=0.05kg

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,帶有光滑半圓弧軌道質(zhì)量為M的滑塊靜止置于粗糙水平面上,AB為水平直徑,半徑為R,C點為半圓弧最低點,現(xiàn)把一質(zhì)量為m的小球從A點靜止釋放,在小球下滑過程中,滑塊始終靜止,下列說法正確的是

A. 軌道對小球的作用力不做功

B. 小球滑到C點的速度為

C. 小球從A點下滑到C點的過程中,滑塊受地面的摩擦力方向向左

D. 若水平面光滑,軌道對小球的作用力不做功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在科學(xué)研究中,可以通過施加適當?shù)拇艌鰜韺崿F(xiàn)對帶電粒子運動的控制.在如圖所示的平面坐標系xOy內(nèi),矩形區(qū)域(3d<x<d、-d<y<d)外存在范圍足夠大的勻強磁場.一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從P(0d)點沿y軸正方向射入磁場,當入射速度為v0時,粒子從(2dd)處進入無場區(qū),不計粒子重力.

1)求磁場的磁感應(yīng)強度B的大;

2)求粒子離開P點后經(jīng)多長時間第一次回到P點;

3)若僅將入射速度變?yōu)?/span>2v0,求粒子離開P點后運動多少路程經(jīng)過P點.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在如圖所示的坐標系中,在y0的空間中存在勻強電場,電場強度方向沿y軸負方向;在y0的空間中存在勻強磁場,磁場方向垂直xOy平面(紙面)向外.在y軸的負半軸上的y=-1.5h處固定一個與x軸平行的足夠長的彈性絕緣擋板,一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的運動粒子,經(jīng)過y軸上y=h處的點P1時速度的大小為v0,方向沿x軸正方向;然后,經(jīng)過x軸上x=1.5h處的P2點進人磁場.粒子進人磁場偏轉(zhuǎn)后恰好能垂直撞擊在擋飯上,不計粒子的重力,已知sin37°=0.6cos37°=0.8.求:

1)粒子到達P2時速度的大小和方向.

2)磁感應(yīng)強度的大小B及粒子從P1出發(fā)到第2次與擋板作用時所經(jīng)歷的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩根足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l=0.5m,其電阻不計,兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角。完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置,每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸,已知兩棒的質(zhì)量均為0.02kg,電阻均為R=0.1Ω,整個裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B=0.2T,棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下,沿導(dǎo)軌向上勻速運動,而棒cd恰好能保持靜止。取g=10m/s 2,問:

1)通過cd棒的電流I是多少,方向如何?

2)棒ab受到的力F多大?

3)當電流通過電路產(chǎn)生的焦耳熱為Q=0.2J時,力F做的功W是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】實驗小組想要探究電磁剎車的效果,在遙控小車底面安裝寬為0.1m、長為0.4m10匝矩形線框abcd,總電阻為R=2Ω,面積可認為與小車底面相同,其平面與水平地面平行,小車總質(zhì)量為m=0.2kg.如圖是簡化的俯視圖,小車在磁場外以恒定的功率做直線運動,受到地面阻力恒為f=0.4N,進入磁場前已達到最大速度υ=5m/s,車頭(ab)剛要進入磁場時立即撤去牽引力,車尾(cd)剛出磁場時速度恰好為零.已知有界磁場寬度為0.4m,磁感應(yīng)強度為B=1.4T,方向豎直向下。求:

(1)進入磁場前小車所受牽引力的功率P;

(2)車頭剛進入磁場時,小車的加速度大;

(3)電磁剎車過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q

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【題目】如圖所示,光滑細桿MN傾斜固定,與水平方向夾角為,一輕質(zhì)彈簧一端固定在0點, 另一端連接一小球,小球套在細杯上,O與桿MN在同一豎直平面內(nèi),PMN的中點,且OP垂直于MN,已知小球位于桿上M、P兩點時,彈簧的彈力大小相等且在彈性限度內(nèi),F(xiàn)將小球從細桿頂端M點由靜止釋放,則在小球沿細桿從M點運動到N點的過程中(重力加速度為g),以下判斷正確的是

A. 彈簧彈力對小球先做正功再做負功

B. 小球加速度大小等于gsinθ的位置有三個

C. 小球運動到P點時的速度最大

D. 小球運動到N點肘的動能是運動到P點時動能的兩倍

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】由三顆星體構(gòu)成的系統(tǒng),忽略其他星體對它們的作用,存在著一種運動形式:三顆星體在相互之間的萬有引力作用下,分別位于等邊三角形的三個頂點上,繞某一共同的圓心O在三角形所在的平面內(nèi)做相同角速度的圓周運動(圖為AB、C三顆星體質(zhì)量不相同時的一般情況).若A星體質(zhì)量為2m,B、C兩星體的質(zhì)量均為m,三角形的邊長為a,則下列說法正確的是(  )

A. A星體所受合力大小FA

B. B星體所受合力大小FB

C. C星體的軌道半徑RCa

D. 三星體做圓周運動的周期Tπ

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】以下圖片來源于教材,與它們相關(guān)的知識說法正確的是(

A. 甲圖,牛頓通過實驗和邏輯推理將斜面傾角推近900的方法,論證了自由落體是勻加速直線運動。開啟了實驗檢驗猜想和假設(shè)的科學(xué)方法,改變了人類對物體運動的認識。

B. 乙圖,英國物理學(xué)家卡文迪許利用庫侖扭秤測定了萬有引力常量G,獲得了測量地球質(zhì)量的人的美譽。

C. 丙圖,光電效應(yīng)實驗揭示了光的粒子性,愛因斯坦為此提出了光子說理論,建立了光電效應(yīng)方程,認識到微觀粒子具有波粒二象性特征。愛因斯坦被稱為量子之父。

D. 丁圖,重核裂變產(chǎn)生的中子能使核裂變反應(yīng)連續(xù)的進行,核能持續(xù)的釋放,這稱為鏈式反應(yīng)。

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