【題目】如圖所示為“驗證動量守恒定律”實驗的裝置示意圖,現(xiàn)有帶光滑圓弧軌道的粗糙水平桌面,物塊A、B(A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量)。實驗操作步驟如下:
(a)在圓弧軌道上距離桌面h高處讓A由靜止滑下,在水平桌面上不放B的情況下,A一直沿水平桌面運動到C處靜止;
(b)再讓A從圓弧軌道上距離桌面h高處由靜止滑下,在桌面與圓弧軌道相接處放上B,使A與B碰撞,碰撞后A、B繼續(xù)運動直至分別停止在D、E處;
(c)重復(fù)多次以上實驗步驟,并記錄實驗數(shù)據(jù),選取自己認為最理想的實驗結(jié)果進行研究,根據(jù)該實驗設(shè)計,回答下列問題:
(1)實驗中除了要測量物塊A的質(zhì)量mA、物塊B的質(zhì)量mB,還需測量的物理量有______________________________________(寫出物理量名稱及表示符號);據(jù)實驗測量出的數(shù)據(jù)和測量的物理量寫出可以驗證動量守恒定律的表達式:________________________。
(2)關(guān)于誤差分析和實驗測量,下列說法正確的是________。
A.A與B發(fā)生彈性碰撞還是非彈性碰撞,對實驗結(jié)果有一定的影響
B.如果A與B發(fā)生的碰撞不是正碰,對實驗結(jié)果有一定的影響
C.實驗中所用的圓弧軌道不是真正的光滑,對實驗的結(jié)果影響不大
D.實驗中必須測量A起始位置距離桌面的高度
【答案】碰撞前A在桌面上滑行的位移為x,碰撞后A、B在桌面上滑行的距離xA、xB mA=mA+mB BC
【解析】
(1)[1][2]設(shè)碰撞前A在桌面上滑行的位移為x,碰撞后A、B在桌面上滑行的距離分別為xA、xB,滑塊在桌面上運動過程,由動能定理得:
-μmAgx=0-mA
-μmAgxA=0-mA
-μmBgxB=0-mB
解得:
v0=,vA=,vB=
碰撞過程系統(tǒng)動量守恒,由動量守恒定律得:
mAv0=mAvA+mBvB
整理得:
mA=mA+mB
故實驗需要測量:碰撞前A在桌面上滑行的位移為x,碰撞后A、B在桌面上滑行的距離xA、xB。
(2)[3]A.不論是彈性碰撞還是非彈性碰撞,碰撞過程系統(tǒng)動量都守恒,A與B發(fā)生彈性碰撞還是非彈性碰撞,對實驗結(jié)果沒有影響,故A錯誤;
B.兩物體應(yīng)發(fā)生對心正碰,如果A與B發(fā)生的碰撞不是正碰,對實驗結(jié)果有一定的影響,故B正確;
C.圓弧軌道是否光滑對滑塊在桌面上的運動沒有影響,實驗中所用的圓弧軌道不是真正的光滑,對實驗的結(jié)果影響不大,故C正確;
D.由mA=mA+mB可知,實驗需要測量的是滑塊在桌面上滑行的距離,而不需要測量A起始位置距離桌面的高度,故D錯誤。
故選BC。
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【題目】如圖所示,一對雜技演員蕩秋千(均視為質(zhì)點),女演員由與懸點O1等高的A位置靜止擺下,男演員從平臺上D點靜止擺下,某時刻女演員擺到最低點B時離開秋千,到達C點(男演員下擺的最低點)剛好被男演員接住,最后二者恰好擺回到平臺D點。已知男、女演員均在同一豎直平面內(nèi)運動,其質(zhì)量分別為2m和m,其余質(zhì)量忽略不計,秋千的繩長分別為l和2l,O1與O2等高,空氣阻力不計,重力加速度為g。求:
(l)女演員擺到最低點B的速度;
(2)秋千繩O2D與豎直方向的夾角;
(3)若男演員接住女演員用時t,此過程女演員對男演員的平均作用力。
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【題目】利用電場、磁場可以控制帶電粒子的運動。 如圖所示,在平面直角坐標系xOy中,有一個半徑為r的圓形區(qū)域,其圓心坐標為 (r,0)。在這個區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于xOy平面向外的勻強磁場。 在直線y = - r的下方,有水平向左的勻強電場,電場強度的大小為E。 一質(zhì)子從O點沿x軸正方向射入磁場,在磁場中做半徑為r的勻速圓周運動。已知質(zhì)子的質(zhì)量為m,電荷量為+q,不計質(zhì)子的重力。求:
(1)運動軌跡由哪兩個圖形構(gòu)成;
(2)質(zhì)子在磁場中運動時速度的大小υ;
(3)質(zhì)子離開磁場后經(jīng)多長時間到達y軸;
(4)質(zhì)子運動到y軸時距O點的距離L。
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【題目】2016年2月11日,美國科學(xué)家宣布探測到引力波,根據(jù)科學(xué)家們的推測,雙星的運動是產(chǎn)生引力波的來源之一.假設(shè)宇宙中有一由a、b兩顆星組成的雙星系統(tǒng),這兩顆星繞它們連線上的某一點在萬有引力作用下做勻速圓周運動,測得a星的周期為T,a、b兩星間的距離為,軌道半徑之差為△r,已知a星的軌道半徑大于b星的軌道半徑,則
A. b星的周期為
B. b星的線速度大小為
C. a、b兩星的軌道半徑之比為
D. a、b兩星的質(zhì)量之比為
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【題目】下列說法正確的是________
A. 分子間距離減小時,分子勢能一定增大
B. 單晶體和多晶體有固定的熔點,非晶體沒有固定的熔點
C. 在絕熱壓縮和等溫壓縮過程中,氣體內(nèi)能均不變
D. 機械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,內(nèi)能也可以全部轉(zhuǎn)化為機械能
E. 當人們感到干燥時,空氣的相對濕度一定較小
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【題目】用單擺測定重力加速度的實驗如圖所示。
①組裝單擺時,應(yīng)在下列器材中選用(選填選項前的字母) 。
A.長度為1m左右的細線 B.長度為30cm左右的細線
C.直徑為1.8cm的塑料球 D.直徑為1.8cm的鐵球
②測出懸點O到小球球心的距離(擺長)L及單擺完成n次全振動所用的時間t。則重力加速度g= (用L,n,t表示)
③下表是某同學(xué)記錄的3組實驗數(shù)據(jù),并做了部分計算處理。
組次 | 1 | 2 | 3 |
擺長L/cm | 80.00 | 90.00 | 100.00 |
50次全振動時間t/s | 90.0 | 95.5 | 100.5 |
振動周期T/s | 1.80 | 1.91 | |
重力加速度g/(m·s-2) | 9.74 | 9.73 |
請計算出第3組實驗中的T= s,g= m/s2
④用多組實驗數(shù)據(jù)做出T2-L圖像,也可以求出重力加速度g,已知三位同學(xué)做出的T2-L圖線的示意圖如圖3中的a,b,c所示,其中a和b平行,b和c都過原點,圖線b對應(yīng)的g值最接近當?shù)刂亓铀俣鹊闹。則相對于圖線b,下列分析正確的是(選填選項前的字母)( )
A.出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長L
B.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次
C.圖線c對應(yīng)的g值小于圖線b對應(yīng)的g值
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【題目】示波器的核心部件是示波管,其內(nèi)部抽成真空,圖是它內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡化原理圖。它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。熾熱的金屬絲可以連續(xù)發(fā)射電子,電子質(zhì)量為m,電荷量為e,發(fā)射出的電子由靜止經(jīng)電壓加速后,從金屬板的小孔O射出,沿OO’進入偏轉(zhuǎn)電場,經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后打在熒光屏上。偏轉(zhuǎn)電場時由兩個平行的相同金屬極板M、N組成,已知極板的長度為L,兩板間的距離為d,極板間電壓為,偏轉(zhuǎn)電場極板的右端到熒光屏的距離也為L。不計電子受到的重力和電子之間的相互作用。
(1)求電子從小孔O穿出時的速度大小;
(2)若M、N兩板間電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖2所示,電子打在熒光屏上形成一條亮線,電子穿過偏轉(zhuǎn)電場的時間遠小于交流電的周期T,且電子能全部打到熒光屏上,求電子打在熒光屏上亮線的長度s。
(3)讓氫原子核(質(zhì)量為m,電量為e)和氦原子核(質(zhì)量為4m,電量為2e)的混合物由靜止開始經(jīng)過同一加速電場加速,然后在同一偏轉(zhuǎn)電場里偏轉(zhuǎn),它們是否會分離為兩股粒子束?請通過計算說明。
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【題目】如圖所示,在真空中水平直線上相距0.5m的AB兩點固定點電荷和,帶正電,在垂直AB的直線上有C、D兩點,AD間距0.4m,BD間距0.3m,在D點有一點電荷q,可在豎直面內(nèi)以C點為圓心做圓周運動,在D點所受電場力指向C,如下說法正確的是(不計重力)( )
A.q帶正電,帶負電且
B.q帶負電,帶正電且
C.點電荷q做勻速圓周運動
D.q所在的軌跡圓一定與某一等勢面重合
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【題目】圖甲所示是大型機械廠里用來稱重的電子吊秤,其中實現(xiàn)稱重的關(guān)鍵元件是拉力傳感器。其工作原理是:掛鉤上掛上重物,傳感器中拉力敏感電阻絲在拉力作用下發(fā)生形變,拉力敏感電阻絲的電阻也隨著發(fā)生變化,再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(電壓或電流),從而完成將所稱物體重量變換為電信號的過程。
(1)簡述拉力敏感電阻絲的阻值隨拉力變化的原因_______________________________。
(2)小明找到一根拉力敏感電阻絲RL,其阻值隨拉力變化的圖像如圖乙所示,再按圖丙所示電路制作了一個簡易“吊秤”。電路中電源電動勢E約15V,內(nèi)阻約2Ω;靈敏毫安表量程為10mA,內(nèi)阻約5Ω;R是電阻箱,最大阻值是9999Ω;RL接在A、B兩接線柱上,通過光滑絕緣滑環(huán)可將重物吊起,接通電路完成下列操作。
a.滑環(huán)下不吊重物時,調(diào)節(jié)電阻箱,當電流表為某一合適示數(shù)I時,讀出電阻箱的讀數(shù)R1;
b.滑環(huán)下吊上待測重物,測出電阻絲與豎直方向的夾角為θ;
c.調(diào)節(jié)電阻箱,使_______,讀出此時電阻箱的讀數(shù)R2;
d.算得圖乙直線的斜率k和截距b;
則待測重物的重力G的表達式為G=_____(用以上測得的物理量表示),測得θ=53°(sin53°=0.8,cos53°=0.6),R1、R2分別為1052Ω和1030Ω,結(jié)合乙圖信息,可得待測重物的重力G=_____N(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
(3)針對小明的設(shè)計方案,為了提高測量重量的精度,你認為下列措施可行的是____________。
A.將毫安表換成量程不同,內(nèi)阻更小的毫安表
B.將毫安表換成量程為10μA的微安表
C.將電阻箱換成精度更高的電阻箱
D.適當增大A、B接線柱之間的距離
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