【題目】用如圖甲所示的裝置測量彈簧的彈性勢能。將彈簧放在水平氣墊導軌上,其左端固定,右端恰好在O點;在O點右側(cè)的B點安裝一個光電門,計時器(圖中未畫出)與光電門相連。用帶有遮光片的滑塊將彈簧壓縮到A位置,然后由靜止釋放滑塊,計時器顯示遮光片經(jīng)過光電門的時間為t。
(1)用螺旋測微器測量遮光片的寬度的結果如圖乙所示,則寬度d=________mm。
(2)為了求出彈簧的彈性勢能,還需要測量________。(填選項前的字母)
A.彈簧原長l0 B.當?shù)刂亓铀俣?/span>g C.滑塊(含遮光片)的質(zhì)量m0
(3)彈簧壓縮到A位置時,彈性勢能的表達式為_______。(用相應的字母符號表示)
【答案】6.007 C
【解析】
(1)先讀出固定刻度,再讀出螺旋刻度,而后求和即為所求;
(2)由機械能守恒定律建立彈性勢能與動能間的關系,而后根據(jù)表達式再判斷還需測量的物理量。
(1)[1]螺旋測微器的精確度為0.01mm,轉(zhuǎn)動尺估讀到0.1格,主尺6 mm+轉(zhuǎn)動尺0.7×0.01 mm,則寬度為
d=6mm+0.7×0.01mm=6.007mm(6.005~6.008);
(2)[2]光電門可測出滑塊被彈簧彈出的瞬時速度:
由機械能守恒定律知,彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能,則
故要測出彈簧的彈性勢能,只需要測出滑塊(含遮光片)的質(zhì)量m0,故選C。
(3)[3]由推導過程可得彈性勢能表達式:
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【題目】如圖所示,在光滑絕緣的水平面上疊放著兩個物塊A和B,A帶負電、質(zhì)量為m、電荷量為q,B質(zhì)量為2m、不帶電,A和B間動摩擦因數(shù)為0.5.初始時A、B處于靜止狀態(tài),現(xiàn)將大小為F=mg的水平恒力作用在B上,g為重力加速度.A、B處于水平向里的磁場之中,磁感應強度大小為B0.若A、B間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則下列說法正確的是( )
A. 水平力作用瞬間,A的加速度大小為
B. A做勻加速運動的時間為
C. A的最大速度為
D. B的最大加速度為g
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【題目】某同學用圖甲所示的電路測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻。
(1)圖甲中虛線框內(nèi)是滿偏電流為100mA、表頭電阻為9Ω的毫安表改裝成量程為0.6A的電流表,電阻的電阻值為______Ω;
(2)某次測量時毫安表的示數(shù)如圖乙所示,則此時通過電池的電流為______A;
(3)實驗得到的電壓表示數(shù)U與毫安表示數(shù)I的關系圖線如圖丙所示。則電源的電動勢______V,內(nèi)阻______Ω。(結果均保留到小數(shù)點后兩位)
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【題目】如圖所示,長為L、間距為d的兩金屬板A、B水平放置,ab為兩板的中心線.質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,從左側(cè)極板附近由靜止開始經(jīng)電壓為U1的電場加速后,從a點水平射入.求:
(1)粒子從a點射入的速度v0;
(2)若將兩金屬板接上恒定電壓U2,使粒子恰好打到金屬板的中點,求電壓U2的大。
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【題目】如圖所示,固定在豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán),圓環(huán)與輕質(zhì)彈簧的一端連接,彈簧的另一端固定在墻上O點,現(xiàn)將小圓環(huán)向上拉至A點(圖中AO、CO間距恰好等于彈簧自然長度,B點是AC中點,AD間距為h)由靜止釋放,在小圓環(huán)下降至最低點D的過程中彈簧始終處在彈性限度內(nèi),則下列說法正確的是
A.小圓環(huán)從A至C過程中機械能守恒
B.小圓環(huán)在整個下落過程中機械能守恒
C.小圓環(huán)從A下落到D的過程中,彈簧彈力做功為-mgh
D.小圓環(huán)下落過程的最大加速度大小等于重力加速度
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【題目】如圖所示,小球A從半徑的光滑圓弧軌道的上端P點以的初速度滑下,水平面光滑且與圓弧軌道末端相切,小球A到達水平面上以后,與靜止于該水平面上的鋼塊B發(fā)生彈性碰撞,碰撞后小球A被反向彈回,B的質(zhì)量沿原路返回恰能到達到P點,g取,求:
(1)小球A剛滑上水平面的速度大小.
(2)小球A的質(zhì)量
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【題目】如圖所示,一根豎直的彈簧支持著一倒立汽缸的活塞,使汽缸懸空而靜止。設活塞與缸壁間無摩擦,可以在缸內(nèi)自由移動,缸壁導熱性良好使缸內(nèi)氣體的溫度保持與外界大氣溫度相同,則下列結論中正確的是( )
A.若外界大氣壓增大,則彈簧壓縮量保持不變
B.若氣溫升高,則汽缸的上底面距地面的高度將增大
C.若外界大氣壓增大,則汽缸的上底面距地面的高度將增大
D.若氣溫升高,則活塞距地面的高度將減小
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【題目】磁流體發(fā)電是一項新興技術。如圖表示了它的原理:將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量正、負帶電粒子,而從整體來說呈電中性)噴射入磁場,在場中有兩塊金屬板A、B,這時金屬板上就會聚集電荷,產(chǎn)生電壓。如果射入的等離子體速度均為v,板間距離為d,板平面的面積為S,勻強磁場的磁感應強度為B,方向垂直于速度方向,負載電阻為R,電離氣體充滿兩板間的空間,其電阻率為ρ,當發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時,A、B就是一個直流電源的兩個電極。下列說法正確的是 ( )
A. 圖中A板是電源的正極
B. A、B間的電壓即為該發(fā)電機的電動勢
C. 正對面積S越大,該發(fā)電機電動勢越大
D. 電阻R越大,該發(fā)電機輸出效率越高
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【題目】如圖(a),一水平面內(nèi)固定有兩根平行的長直金屬導軌,導軌間距為L;兩根相同的導體棒M、N置于導軌上并與導軌垂直,長度均為L;棒與導軌間的動摩擦因數(shù)為(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力);整個裝置處于豎直向下的勻強磁場中,磁感應強度大小為B。從t=0時開始,對導體棒M施加一平行于導軌的外力F,F隨時間變化的規(guī)律如圖(b)所示。已知在t0時刻導體棒M的加速度大小為g時,導體棒N開始運動。運動過程中兩棒均與導軌接觸良好,重力加速度大小為g,兩棒的質(zhì)量均為m,電阻均為R,導軌的電阻不計。求:
(1)t0時刻導體棒M的速度vM;
(2)0~t0時間內(nèi)外力F的沖量大。
(3)0~t0時間內(nèi)導體棒M與導軌因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能。
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