【題目】圖為某同學設計的驗證機械能守恒定律的實驗裝置。剛性輕繩上端系于O點,下端連接小球A,B為光電門,C為量角器,圓心在O點,輕繩可繞O點在豎直面內做圓周運動。
(1)關于該實驗,下列說法正確的是(____)
A.該實驗中,應選質量大,體積小的小球
B.該實驗中,小球是否靜止釋放,不影響實驗結果
C.該實驗中,只要細繩是繃緊的,小球無論從何位置靜止釋放,均可驗證機械能守恒定律
D.該實驗中,輕繩偏離豎直方向擺角越大(),速度測量誤差越小
(2)若已知小球質量為m,輕繩長度為l,小球直徑為d(小球直徑遠小于繩長),輕繩偏離豎直方向的擺角為,光電門記錄小球通過的時間為t,試用上述物理量寫出驗證機械能守恒定律的表達式:______________。
【答案】AD
【解析】
根據(jù)實驗的原理分析驗證機械能守恒,小球應選擇質量大一些,體積小一些,光電門只能測出小球通過最低點的時間,即只能算出小球在最低點的速度;抓住重力勢能的減小量和動能的增加量相等,得出機械能守恒滿足的表達式;
解:(1)A、實驗中,為盡量消除空氣阻力影響,應選擇質量大、體積小的小球,故A正確;
B、光電門只能測出小球通過最低點的時間,即只能算出小球在最低點的速度,若小球初速度不為零,無法計算小球動能增量,也無法驗證機械能守恒定律,故B錯誤;
C、小球若從靜止釋放,將先做自由落體運動,繩繃緊瞬間,會有機械能損耗,無法驗證機械能守恒定律,故C錯誤
D、小球從靜止釋放,越大,小球在最低點速度越大,瞬時速度計算越精確,故D正確;
故選AD。
(2)小球運動過程中,重力勢能減少量,在最低點速度,即動能增加量,若實驗能驗證,即,則驗證了機械能守恒定律。
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【題目】如圖所示,物塊A、C的質量均為m,B的質量為2m,都靜止于光滑水平臺面上,A、B間用一不可伸長的輕質短細線相連.初始時刻細線處于松弛狀態(tài),C位于A右側足夠遠處.現(xiàn)突然給A一瞬時沖量,使A以初速度v0沿A、C連線方向向C運動,A與C相碰后,粘合在一起.
①A與C剛粘合在一起時的速度為多大?
②若將A、B、C看成一個系統(tǒng),則從A開始運動到A與C剛好粘合的過程中系統(tǒng)損失的機械能.
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【題目】某老師用圖示裝置探究庫侖力與電荷量的關系.A、B是可視為點電荷的兩帶電小球,用絕緣細線將A懸掛,實驗中在改變電荷量時,移動B并保持A、B連線與細線垂直.用Q和q表示A、B的電荷量,d表示A、B間的距離,θ(θ不是很小)表示細線與豎直方向的夾角,x表示A偏離O點的水平距離.實驗中( )
A. d應保持不變
B. B的位置在同一圓弧上
C. x與電荷量乘積Qq成正比
D. tan θ與A、B間庫侖力成正比
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【題目】如圖所示,向一個空的鋁飲料罐(即易拉罐)中插入一根透明吸管,接口用蠟密封,在吸管內引入一小段油柱(長度可以忽略),如果不計大氣壓的變化,這就是一個簡易的氣溫計。已知鋁罐的容積是360cm3,吸管內部粗細均勻,橫截面積為0.2cm2,吸管的有效長度為20cm,當溫度為25 ℃時,油柱離管口10cm。如果需要下列計算,可取相應的近似值:360298362296.4 364298362299.6
(1)吸管上標刻度值時,刻度是否均勻?說明理由; (系數(shù)可用分數(shù)表示)
(2)計算這個氣溫計的測量范圍(結果保留一位小數(shù),用攝氏溫度表示。)
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【題目】(19分)如圖所示,在y>0的區(qū)域內有沿y軸正方向的勻強電場,y<0的區(qū)域內有垂直坐標平面向里的勻強磁場。一電子(質量為m、電量為e)從y軸上A點以沿x軸正方向的初速度v0開始運動,電子第一次經(jīng)過x軸上C點;第二次恰好經(jīng)過坐標原點O;第三次經(jīng)過x軸上D點。C、D兩點均未在圖中標出。已知A、C點到坐標原點的距離分別為d、2d。不計電子的重力。求:
(1)電場強度E的大;
(2)磁感應強度B的大;
(3)電子從A運動到D經(jīng)歷的時間t。
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【題目】一物體在距某一行星表面某一高度處由靜止開始做自由落體運動,依次通過A、B、C三點,已知AB段與BC段的距離均為0.06 m,通過AB段與BC段的時間分別為0.2 s與0.1 s.求:
(1)該星球表面重力加速度值;
(2)若該星球的半徑為180 km,則環(huán)繞該行星的衛(wèi)星做圓周運動的最小周期為多少.
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【題目】如圖所示,在空間建立直角坐標系,坐標軸正方向如圖所示?臻g有磁感應強度為B=1T,方面垂直于紙面向里的磁場, II、III、IV象限(含x、y軸)有電場強度為E=1N/C,豎直向下的電場。光滑1/4圓弧軌道圓心O`,半徑為R=2m,圓環(huán)底端位于坐標軸原點O。質量為m1=1kg,帶電q1=-1C的小球A從O`處水平向右飛出,經(jīng)過一段時間,正好運動到O點。質量為m2=2kg,帶電q2=2C小球的B從與圓心等高處靜止釋放,與A同時運動到O點并發(fā)生完全非彈性碰撞,碰后生成小球C。小球A、B、C均可視為質點,所在空間無重力場作用。
(1)小球A在O`處的初速度為多大;
(2)碰撞完成后瞬間,圓弧軌道對小球C的支持力;
(3)小球C從O點飛出后的瞬間,將磁場方向改為豎直向上。分析C球在后續(xù)運動過程中,再次回到y軸時離O點的距離。
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【題目】2018年7月12日,C919大型客機102機順利完成首次空中遠距離轉場飛行。假設飛機在水平跑道上的滑跑是初速度為零的勻加速直線運動,加速1.6×103m時才能達到起飛所要求80m/s的速度。已知飛機的質量為7.0×104kg,滑跑時受到的阻力恒為重力的0.1倍,取g=10m/s2,則在飛機滑跑的過程中
A. 飛機加速度的大小為4m/s2 B. 飛機滑跑的時間為20s
C. 飛機牽引力的功率與位移成正比 D. 飛機牽引力的最大功率為1.68×107W
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【題目】如圖所示,勻強電場的場強E=3×105V/m,A、B兩點相距0.2m,兩點連線與電場的夾角是60°,下列說法正確的是( )
A. A、B兩點間的電勢差是UAB=6×104V
B. 若取A點的電勢為0,則B點的電勢φB=3×104V
C. 電荷量2×10-4C的正電荷從A點運動到B點電勢能減少6J
D. 電荷量2×10-4C的負電荷從A點運動到B點電場力做功為6J
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