【題目】(1)在“利用沙擺描繪振動圖象”的實驗中,將細沙倒在漏斗中,當細沙漏出的同時,讓沙擺擺動起來,一段時間后,形成的長條形沙堆如圖1所示:兩邊高且粗,中間低且細。
①如果在沙擺擺動的同時勻速拉動下方紙板(紙板上的虛線O1O2位于沙漏靜止時的正下方),則一段時間后,形成如圖2所示的曲線沙堆。分析可知,曲線沙堆在與虛線O1O2 垂直距離__________(選填“近”或“遠”)的位置低且細。
②圖3為圖2中紙板上曲線沙堆的俯視圖,沿沙擺振動方向建立x軸,沿O1O2方向建立t軸,就利用沙堆曲線得到了沙擺的振動圖象。請說明為什么要勻速拉動下方紙板。
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(2)用如圖4所示的裝置驗證牛頓第二定律。
①除了圖4中所給器材以及交流電源和導線外,在下列器材中,還必須使用的兩種器材是____________(選填正確選項的字母)。
A.秒表
B.天平(含砝碼)
C.彈簧測力計
D.刻度尺
②實驗前平衡小車與木板間摩擦力的做法是:把實驗器材安裝好,先不掛重物,將小車放在木板上,后面固定一條紙帶,紙帶穿過打點計時器。用墊塊把木板一端墊高,接通打點計時器,讓小車以一定初速度沿木板向下運動,并不斷調(diào)節(jié)木板的傾斜度,直到小車拖動紙帶沿木板做_______運動。
③為使砂桶和砂的總重力在數(shù)值上近似等于小車運動時受到的拉力,需滿足的條件是砂桶及砂的總質量_____小車的總質量。(選填“遠大于”“遠小于”或“近似等于”)
④實驗中打出的一條紙帶的一部分如圖5所示。紙帶上標出了連續(xù)的3個計數(shù)點A、B、C,相鄰計數(shù)點之間還有4個點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打點計時器打B點時,小車的速度vB=__________m/s。多測幾個點的速度做出v-t圖像,就可以算出小車的加速度。
⑤為研究加速度和力的關系,要保證______________的總質量不變,改變砂桶內(nèi)砂的質量,重復做幾次實驗,通過實驗數(shù)據(jù)來研究加速度和力的關系。
⑥在研究加速度與質量的關系時,要保證的砂和砂桶的質量不變。若砂和砂桶的質量m與小車的總質量M間的關系不滿足第③問中的條件,由實驗數(shù)據(jù)作出a和的圖線,則圖線應如圖6中的__________所示(選填正確選項的字母)。
【答案】 近 當拉動木板的速度恒定時,木板的位移與時間成正比,這樣建立的t軸才可以代表時間。 B、D 勻速 遠小于 0.43—0.45 小車 C
【解析】(1)①由圖1知,單擺運動中中間位置低且細,離虛線O1O2 垂直距離近;
②當拉動木板的速度恒定時,木板的位移與時間成正比,這樣建立的t軸才可以代表時間
(2)①利用天平測量質量,利用打點計時器測量長度求加速度,所以需要天平和直尺,正確答案BD;
②平衡摩擦力是使小車在木板上做勻速直線運動;
③為了使砂桶及砂的的重力近似等于拉力,需要砂桶及砂的總質量要遠小于小車的總質量;
④ 中間時刻的速度等于整個過程的平均速度, ;
⑤探究加速度a與外力F的關系時,需要保持小車的質量恒定不變;
⑥由于平衡了摩擦力,所以圖像過原點,且分別對小車和砂桶及砂做受力分析, ,可得,因為保證的砂和砂桶的質量不變,所以不會發(fā)生彎曲,選C;
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【題目】如圖甲所示,靜止在水平面上的等邊三角形金屬閉合線框,匝數(shù)n=10,總電阻,邊長L=0.3m,處在兩個半徑均為r=0.1m的圓形勻強磁場中,線框頂點與右側圓心重合,線框底邊與左側圓直徑重合,磁感應強度垂直水平面向外, 垂直水平面向里, 隨時間t的變化如圖乙所示,線框一直處于靜止狀態(tài),計算過程中近似取。下列說法正確的是( )
A. t=0時刻穿過線框的磁通量為0.5Wb
B. t=0.2s時刻線框中感應電動勢為1.5V
C. 內(nèi)通過線框橫截面的電荷量為0.18C
D. 線框具有向左的運動趨勢
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【題目】下列說法正確的是_______。
A.夏天和冬天相比,夏天的氣溫較高,水的飽和汽壓較大,在相對濕度相同的情況下,夏天的絕對濕度較大
B.所有的晶體都有固定的熔點和規(guī)則的幾何形狀
C.氣體的溫度升高時,分子的熱運動變得劇烈,分子的平均動能增大,撞擊器壁時對器壁的作用力增大,但氣體壓強不一定增大
D.液體表面張力與浸潤現(xiàn)象都是分子力作用的表現(xiàn)
E.第一類永動機和第二類永動機研制失敗的原因是違背了能量守恒定律
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【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)xOy坐標系中分布著與水平方向成45°角的勻強電場,將一質量為m、帶電荷量為q的小球,以某一初速度從O點豎直向上拋出,它的軌跡恰好滿足拋物線方程:y=kx2,且小球通過點P.已知重力加速度為g,則( )
A. 電場強度的大小為
B. 小球初速度的大小為
C. 小球通過點P時的動能為
D. 小球從O點運動到P點的過程中,電勢能減少
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【題目】如圖所示,一絕熱氣缸豎直放置,一定質量的理想氣體被活塞封閉于氣缸中,絕熱活塞質量為m、橫截面積為S,不計厚度,且與氣缸壁之間沒有摩擦。開始時活塞被銷子K固定于距氣缸底部高度為h1的A位置,氣體溫度為T1,壓強為p1,現(xiàn)拔掉銷子,活塞下降到距氣缸底部高度為h2的B位置時停下,已知大氣壓強為p0,重力加速度為g。
(i)求此時氣體溫度TB;
(ii)若再用電熱絲給氣體緩慢加熱,使活塞上升到距氣缸底部高度為h3的C位置時停下,求活塞上升過程中氣體對活塞做的功。
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【題目】如圖所示,直流電源、滑動變阻器、平行板電容器與理想二極管(正向電阻為0,反向電阻為)連接,電源負極接地。開始時電容器不帶電,閉合開關S,穩(wěn)定后,一帶電油滴恰能靜止在電容器中P點。在開關S保持接通的狀態(tài)下,下列說法正確的是
A. 當滑動變阻器的滑片向下滑動時,電源兩端的電壓不變
B. 當電容器的上極板向上移動時,帶電油滴會向下運動
C. 當電容器的下極板向下移動時,P點的電勢不變
D. 當電容器的下極板向左移動時,油滴的電勢能會減小
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【題目】兩平行且電阻不計的金屬導軌相距L=1m,金屬導軌由水平和傾斜兩部分(均足夠長)良好對接,傾斜部分與水平方向的夾角為37°,整個裝置處在豎直向上、磁感應強度B=2T的勻強磁場中。長度也為1m的金屬棒ab和cd垂直導軌跨擱,且與導軌良好接觸,質量均為0.2kg,電阻分別為R1=2Ω,R2=4Ω。ab置于導軌的水平部分,與導軌的動摩擦因數(shù)為μ=0.5,cd置于導軌的傾斜部分,導軌傾斜部分光滑。從t=0時刻起,ab棒在水平且垂直于ab棒的外力F1的作用下由靜止開始向右做勻加速直線運動,金屬棒cd在力F2的作用下保持靜止,F2平行于傾斜導軌平面且垂直于金屬桿cd。當t1=4s時, ab棒消耗的電功率為2.88W。已知sin37°=0.6, cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)ab棒做勻加速直線運動的加速度大小;
(2)求t2=8s時作用在cd棒上的F2;
(3)改變F1的作用規(guī)律,使ab棒運動的位移x與速度v。滿足:x=2v,要求cd仍然要保持靜止狀態(tài)。求ab棒從靜止開始運動x=4m的過程中,作用在ab棒上的力F1所做的功(結果可用分數(shù)表示).
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【題目】如圖所示,ABCDEF為橫截面邊長L=20 cm的正六邊形玻璃磚,某單色光從AF邊中點O以α=45°的入射角射入玻璃磚,已知玻璃磚對該單色光的折射率n=,光在真空中的傳播速度c=3×108m/s。
①作出光在玻璃磚中傳播的光路圖并分析該單色光第一次從玻璃磚入射到與空氣的界面上時是否發(fā)生全反射。
②求光線從O點入射到再次返回O點的最短時間。
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【題目】如圖所示,光滑絕緣的半圓形圓弧軌道ACD,固定在豎直面內(nèi),軌道處在垂直于軌道平面向里的勻強磁場中,半圓弧的直徑AD水平,因弧的半徑為R,勻強磁場的磁感應強度為B,在A端由靜止釋放一個帶正電荷質量為m的金屬小球甲,結果小球甲連續(xù)兩次通過軌道最低點C時,對軌道的壓力差為ΔF,小球運動過程始終不脫離軌道,重力加速度為g.求:
(1)小球甲經(jīng)過軌道最低點C時的速度大。
(2)小球甲所帶的電量;
(3)若在圓弧軌道的最低點C放一個與小球甲完全相同的不帶電的金屬小球乙,讓小球甲仍由軌道的A端由靜止釋放,則甲球與乙球發(fā)生彈性碰撞后的一瞬間,乙球對軌道的壓力.(不計兩球間靜電力的作用)
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