20．演示位移傳感器的工作原理如圖甲所示，物體M在導(dǎo)軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬桿P，通過理想電壓表顯示的數(shù)據(jù)來反映物體的位移x．設(shè)電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的長度為L，物體M以O(shè)為平衡位置做簡諧運(yùn)動（取向右為正方向），振幅為$\frac{L}{2}$，物體經(jīng)過O時P恰好位于滑動變阻器的中點(diǎn)，圖乙是電壓表的示數(shù)U隨時間t的變化圖象．關(guān)于t1時刻物體M的運(yùn)動情況，下列說法正確的是（　�。�
A．物體M具有正方向的最大速度
B．物體M的速度為負(fù)方向且正在減小
C．物體M的加速度為零
D．物體M的加速度為負(fù)方向且正在增大

分析 根據(jù)電壓的變化情況，判斷物體的運(yùn)動方向，結(jié)合簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)：加速度方向始終指向平衡，就能分析物體的速度和加速度的方向及大小變化．由U-t圖讀出t1時刻的電壓，確定物體的位置后結(jié)合簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)分析．

解答 解：A、B、在t1時刻，電壓為$\frac{1}{2}$E，且正在增加；故物體在平衡位置，且向右運(yùn)動；平衡位置速度最大，題中以向右為正，故物體M具有正方向的最大速度，故A正確，B錯誤；
C、D、物體在平衡位置，位移x=0，回復(fù)力F=-kx=0，故加速度為零，故C正確，D錯誤；
故選：AC．

點(diǎn)評 本題是力電綜合題，既要研究電壓如何變化，又要研究簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)，更要抓住它們之間的聯(lián)系，同時還要通過牛頓第二定律分析加速度與合外力之間的關(guān)系．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

2．利用打點(diǎn)計時器研究小車變速直線運(yùn)動的實驗，得到如圖1所示的一條紙帶，在紙帶上共取了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出．從每一個計數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開分成五條（分別叫a、b、c、d、e），將這五條紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xoy坐標(biāo)系中，得到如圖2所示的直方圖．最后將紙條上端中心連起來，于是得到表示v-t關(guān)系的圖象．已知打點(diǎn)計時器的工作頻率為50Hz．

（1）為了表示v-t關(guān)系，圖中的x軸對應(yīng)的物理量是時間t，y軸對應(yīng)的物理量是速度v．若紙條C的長度為5.0cm，則圖中t3為0.25s，v3為0.50m/s；因為紙條上端中心連線是一條傾斜直線，所以可以直觀的看出小車是做勻變速直線運(yùn)動；
（2）在紙帶未剪斷時，量出相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為sAB=4.22cm、sBC=4.65cm、sCD=5.08cm、sDE=5.49cm、sEF=5.91cm．則小車的加速度a=0.42m/s2，打下D點(diǎn)時小車的速度為0.53m/s（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．如圖所示，把一個帶正電的小球放入原來不帶電的金屬空腔球殼內(nèi)并接觸，其結(jié)果可能是（　�。�
A．球殼的內(nèi)、外表面都帶正電
B．只有球殼外表面帶正電
C．球殼的內(nèi)表面帶正電，外表面帶負(fù)電
D．球殼的內(nèi)表面帶負(fù)電，外表面帶正電

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

8．有兩根不同材料的金屬絲，甲的長度、橫截面積及電阻率都是乙的二倍，求：
（1）把它們并聯(lián)在電路中，甲乙消耗的電功率之比是多少？
（2）把它們串聯(lián)在電路中，甲乙消耗的電功率之比是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

15．某學(xué)校興趣小組的同學(xué)在研究彈簧彈力的候，測得彈力的大小F和彈簧長度L關(guān)系如圖所示，試由圖線確定：
（1）彈簧的勁度系數(shù)200N/m．
（2）彈簧伸長0.1米時，彈力的大小20N．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

5．如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī)，是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實驗裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律．某同學(xué)對該裝置加以改進(jìn)后用來驗證機(jī)械能守恒定律，如圖乙所示．

（1）實驗時，該同學(xué)進(jìn)行了如下步驟：
①將質(zhì)量均為M（A的含擋光片、B的含掛鉤）的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，測量出擋光片中心（填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”）到光電門中心的豎直距離h．
②在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C，讓系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）中的物體由靜止開始運(yùn)動，光電門記錄擋光片擋光的時間為△t．
③測出擋光片的寬度d，計算有關(guān)物理量，驗證機(jī)械能守恒定律．
（2）如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機(jī)械能守恒，應(yīng)滿足的關(guān)系式為mgh=$\frac{1}{2}$（2M+m）（$\fracr2fi377{△t}$）2（已知重力加速度為g）
（3）引起該實驗系統(tǒng)誤差的原因有繩子有質(zhì)量；或滑輪與繩子有摩擦；或重物運(yùn)動受到阻力作用（寫一條即可）．
（4）驗證實驗結(jié)束后，該同學(xué)突發(fā)奇想：如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機(jī)械能守恒，不斷增大物塊C的質(zhì)量m，重物B的加速度a也將不斷增大，那么a與m之間有怎樣的定量關(guān)系？a隨m增大會趨于一個什么值？請你幫該同學(xué)解決：
①寫出a與m之間的關(guān)系式：a=$\frac{mg}{2M+m}$（還要用到M和g）；
②a的值會趨于重力加速度g．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

12．圖甲為“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m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M，實驗中用砂和砂桶的總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮。?br />
（1）實驗中，為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長木板平行．接下還需要進(jìn)行的一項操作是B．
A．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計時器的紙帶，給打點(diǎn)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(yùn)動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動．
B．將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)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(yùn)動．
C．將長木板的一端墊起適當(dāng)?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(yùn)動．
（2）實驗中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是C
A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
（3）圖乙是實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(diǎn)，相鄰的兩個計數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出．量出相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm、SEF=5.91cm、SFG=6.34cm．已知打點(diǎn)計時器的工作頻率為50Hz，則a=0.42m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

9．“嫦娥”三號探測器發(fā)射到月球上要經(jīng)過多次變軌，最終降落到月球表面上，其中軌道I為圓形，軌道Ⅱ為橢圓．下列說法正確的是（　　）
A．探測器在軌道Ⅰ的運(yùn)行周期大于在軌道Ⅱ的運(yùn)行周期
B．探測器在軌道Ⅰ經(jīng)過P點(diǎn)時的加速度小于在軌道Ⅱ經(jīng)過P時的加速度
C．探測器在軌道Ⅰ運(yùn)行時的加速度大于月球表面的重力加速度
D．探測器在軌道Ⅱ上關(guān)閉火箭發(fā)動機(jī)靠近月球時處于完全失重狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．如圖甲，在水平地面上固定一傾角為θ的光滑絕緣斜面，斜面處于電場強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場中．一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài)．一質(zhì)量為m、帶電量為q（q＞0）的滑塊從距離彈簧上端為s0處靜止釋放，滑塊在運(yùn)動過程中電量保持不變，設(shè)滑塊與彈簧接觸過程沒有機(jī)械能損失，彈簧始終處在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為g．

（1）求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經(jīng)歷的時間t1
（2）若滑塊在沿斜面向下運(yùn)動的整個過程中最大速度大小為vm，求滑塊從靜止釋放到速度大小為vm過程中彈簧的彈力所做的功W；
（3）從滑塊靜止釋放瞬間開始計時，請在乙圖中畫出滑塊在沿斜面向下運(yùn)動的整個過程中速度與時間關(guān)系v-t圖象．圖中橫坐標(biāo)軸上的t1、t2及t3分別表示滑塊第一次與彈簧上端接觸、第一次速度達(dá)到最大值及第一次速度減為零的時刻，縱坐標(biāo)軸上的v1為滑塊在t1時刻的速度大小，vm是題中所指的物理量．（本小題不要求寫出計算過程）

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同步練習(xí)冊答案