题目列表(包括答案和解析)
如图K28-9所示,水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板,轨道所在空间存在E=4.0×102 N/C、水平向左的匀强电场.一个质量m=0.10 kg、带电荷量q=5.0×10-5 C的滑块(可视为质点)从轨道上与挡板相距x1=0.20 m的P点由静止释放,滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动.当滑块与挡板碰撞后,滑块沿轨道向右做匀减速直线运动,运动到与挡板相距x2=0.10 m的Q点时,滑块第一次速度减为零.若滑块在运动过程中电荷量始终保
持不变,求:
(1)滑块沿轨道向左做匀加速直线运动的加速度的大小;
(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中,电场力所做的功;
(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能.
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图K28-9
如图甲所示,某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:
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(1)为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做________运动.
(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图乙所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时小车所受拉力为0.2 N,小车的质量为0.2 kg.
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请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化ΔEk,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).
| O-B | O-C | O-D | O-E | O-F |
W/J | 0.043 2 | 0.057 2 | 0.073 4 | 0.091 5 |
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ΔEk/J | 0.043 0 | 0.057 0 | 0.073 4 | 0.090 7 |
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分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内W=ΔEk,与理论推导结果一致.
(3)实验前已测得托盘质量为7.7×10-3 kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为________ kg.(g取9.8 m/s2,结果保留至小数点后第三位)
| | O-B | O-C | O-D | O-E | O-F |
| W/J | 0.043 2 | 0.057 2 | 0.073 4 | 0.091 5 | |
| ΔEk/J | 0.043 0 | 0.057 0 | 0.073 4 | 0.090 7 | |
Ⅰ.某物理课外小组想探究“带风帆的玩具小车所受的阻力与运动速度的关系”,他们进行了以下实验探究:
(1)猜想:
①f阻与车的速度v无关 ②f阻∝v ③f阻∝v2
(2)探究步骤
①将带有风帆的玩具小车、己连接好电源的打点计时器和纸带按如图甲所示安装在光滑倾斜的长木板上:②接通打点计时器电源(电源频率f=50Hz),使玩具小车从静止开始加速运动,足够长的时间后关闭打点计时器;③改变长木板的倾角,重复以上实验,记录实验数据如下表所示:请你根据该小组的探究完成下列的问题:
(Ⅰ)图乙是倾角θ=10°的一条打点纸带,通过计算完成表中对应的空白项。
| 实验次数 | 木板倾角θ | sinθ | 小车匀速运动时的速度v(m/s) | 小车匀速运动时速度的平方v2(m/s)2 |
| 1 | 4° | 0.07 | 0.60 | 0.36 |
| 2 | 10° | 0.18 |
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| 3 | 24° | 0.41 | 3.51 | 12.32 |
| 4 | 36° | 0.59 | 5.06 | 25.60 |
| 5 | 48° | 0.74 | 6.34 | 40.20 |
| 6 | 60° | 0.87 |
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(Ⅱ)通过观察表中的实验数据,试写出倾角θ=60°时小车匀速运动的速度并填在表中对应的空白处。
(Ⅲ)结论:在实验误差范围内,通过对数据的观察分析,玩具小车所受的阻力与运动速度的定性关系是 。
Ⅱ.“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验电路如图所示,a、b、c、d是四种不同的金属丝。
现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示。
| 编号 | 材料 | 长度(m) | 横截面积(mm2) |
| A | 镍铬合金 | 0.8 | 0.8 |
| B | 镍铬合金 | 0.5 | 0.5 |
| C | 镍铬合金 | 0.3 | 0.5 |
| D | 镍铬合金 | 0.3 | 1.0 |
| E | 康铜丝 | 0.3 | 0.5 |
| F | 康铜丝 | 0.8 | 0.8 |
(1)电路图中四种金属丝a、b、c分别为上表中编号为C、B、D的金属丝,则d应选上表中的_____________(用表中编号A、B、C、D、E、F表示)。
(2) 为测量某一种电阻丝单位长度上的电阻R0,某同学利用一段带有滑动片P且粗细均匀的电阻丝AB和下列器材做实验:图为某次测量电阻丝长度和直径示意图,甲图为20等分的游标卡尺,读数为 mm;乙图为螺旋测微器,读数为 mm。
其余器材如下:
A.电流表![]()
:500mA、4Ω;
B.电阻箱R/:最大阻值99.9Ω,阻值最小变量为0.1Ω;
C.定值电阻R:阻值为1.2Ω;
D.电源:电动势为6V,内阻r=0.4Ω;
E.开关S、导线若干。
实验时采用如图所示电路(虚线框中电路未画出),滑动片P与电阻丝接触良好,且AP长记为L,其他导线电阻不计。改变电阻丝连入电路的长度L,分别测出通过电阻丝的电流值如下表:
|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| L/m | 0.5000 | 0.4000 | 0.3000 | 0.2000 | 0.1000 |
| I/A | 0.83 | 0.96 | 1.11 | 1.39 | 1.78 |
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| 1.20 | 1.04 | 0.90 | 0.72 | 0.56 |
根据测得的数据,该同学作出了电阻丝的图象,如图所示。
①请将实验电路图中虚线框中电路补充完整。要求:无论P滑至何处,电流表均安全,并且能尽可能准确地测出上表中的电流值。
②由图像得出该电阻丝单位长度上的电阻R0=______Ω/m。此时电阻箱R’连入电路的阻____ _Ω。
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