题目列表(包括答案和解析)
11、(16分)如图所示为火车站装载货物的原理示意图。设AB段是距水平传送带装置高为H=5m的光滑斜面,水平段BC使用水平传送带装置,BC长L=8m,与货物包的动摩擦因数为μ=0.6,皮带轮的半径为R=0.2m,上部距车厢底水平面的高度h=0.45m。设货物由静止开始从A点下滑,经过B点的拐角处无机械能损失。通过调整皮带轮(不打滑)的转动角速度ω可使货物经C点抛出后落在车厢上的不同位置,取g=10m/s2,求:
(1)当皮带轮静止时,货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离;
(2)当皮带轮以角速度ω=20rad/s顺时方针方向匀速转动时,包在车厢内的落地点到C点的水平距离;
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(3)试写出货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离s随皮带轮角速度ω变化关系,并画出s-ω图像。(设皮带轮顺时方针方向转动时,角速度ω取正值,水平距离向右取正值)
9、(6分)有一种示波器可以同时显示两列波形。对于这两列波,显示屏上横向每格代表的时间间隔相同。利用此示波器可以测量液体中的声速,实验装置的一部分如图1所示:管内盛满液体,音频信号发生器所产生的脉冲信号由置于液体内的发射器发出,被接收器所接收。图2为示波器的显示屏。屏上所显示的上、下两列波形分别为发射信号与接收信号。若已知发射的脉冲信号频率为f=2000Hz,发射器与接收器的距离为s=1.30m。(已知所测声速应在1300~1600m/s之间)![]()
(1)写出计算声速的表达式v=_________;
(2)在此液体中声速的大小为_________m/s。(保留整数)
10(12分)某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ。步骤如下:
(1)用游标为20分度的卡尺测量其长度如图,由图可知其长度为 mm;
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(2)用螺旋测微器测量其直径如右上图,由图可知其直径为 mm;
(3)用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图,则该电阻的阻值约为 Ω。
(4)该同学想用伏安法更精确地测量其电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:
待测圆柱体电阻R
电流表A1(量程0-4mA,内阻约50Ω)
电流表A2(量程0-10mA,内阻约30Ω)
电压表V1(量程0-3V,内阻约10kΩ)
电压表V2(量程0-15V,内阻约25kΩ)
直流电源E(电动势4V,内阻不计)
滑动变阻器R1(阻值范围0-15Ω,允许通过的最大电流2.0A)
滑动变阻器R2(阻值范围0-2kΩ,允许通过的最大电流0.5A)
开关S
导线若干
为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在右框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号。
(5)若该同学用伏安法跟用多用电表测量得到的R测量值几乎相等,由此可估算此圆柱体材料的电阻率约为ρ=
。(保留2位有效数字)
13、(19分)如图所示,内壁光滑的木槽小车质量为mA= m,内直径为2L,置于水平地面上, 小车与地面间的动摩擦因数为μ.车槽内有两个小物块B、C,它们的质量分别是mB = m,mC=2 m .现用两物块将很短的轻弹簧压紧(物块与弹簧不连接),且B物块到车槽左端、C物块到车槽右端的距离均为L,这时弹簧的弹性势能为EP = μmgL.同时释放B、C物块,并假设小物块与车槽碰撞后不分离, 物块B、C的大小、轻弹簧的长度和碰撞时间不计.试求:
(1)第1个小物块与车槽碰撞后的共同速度?
(2)第2个小物块经多少时间才与车槽相碰撞?(3)整个运动过程中,车槽运动的位移?
12、(19分)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟。已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功率P=1.5W工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不记。图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,s=1.50m。问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10m/s2)
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11、
(16分)如图甲所示,在场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场内存在一个半径为R的圆形区域,O点为该圆形区域的圆心,A点是圆形区域的最高点,B点是圆形区域最右侧的点.在A点由放射源释放出初速度大小不同、方向均垂直于场强向右的正电荷,电荷的质量为m,电量为q,不计电荷的重力.
⑴正电荷以多大的速率发射,才能经过图中的P点(图甲中θ为已知)?
⑵在问题⑴中,电荷经过P点的动能是多大?
⑶若在圆形区域的边缘有一接收屏CBD,其中C、D分别为接收屏上最边缘的两点(如图乙所示),且∠COB=∠BOD=30°.则该屏上接收到的正电荷的最大动能是多少?
10、(10分)有一个纯电阻用电器, (1)某同学先用多用电表粗测其电阻.用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”档位的多用电表测量,发现指针的偏转角度太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的“ ”档位(选填“×100”或“×1”);调零后测量,其表盘及指针所指位置如下图所示,则此段电阻丝的电阻为 Ω.(2)现要进一步精确测量其阻值.要求使该用电器两端的电压变化范围尽可能大。实验室备有下列器材:
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A.量程0-0.6 A,内阻为0.5Ω的电流表
B.量程0-6 V,内阻为10 kΩ的电压表
C.阻值为0-1 kΩ的滑动变阻器
D.阻值为0-5Ω的滑动变阻器
E.蓄电池的电动势为6 V,内电阻为1.0Ω
F.开关一个,导线若干
本实验中应选择的滑动变阻器是 。
(3)请在答题纸的方框内画出实验原理图
9、(8分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中:
(1)某同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验,各组实验的测量数据如下。若要计算当地的重力加速度值,应选用第________组实验数据。
|
组别 |
摆球材料 |
摆长L/m |
最大摆角 |
全振动次数 N/次 |
|
1 |
铜 |
0.40 |
15° |
20 |
|
2 |
铁 |
1.00 |
5° |
50 |
|
3 |
铝 |
0.40 |
15° |
10 |
|
4 |
木 |
1.00 |
5° |
50 |
(2)甲同学选择了合理的实验装置后,测量出几组不同摆长L和周期T的数值,画出如图T2-L图象中的实线OM,并算出图线的斜率为k,则当地的重力加速度g=______________(用符号表示)。
(3)乙同学也进行了与甲同学同样的实验,但实验后他发现测量摆长时忘了加上摆球的半径,则该同学做出的T2-L图象为( )
A.虚线①,不平行实线OM B.虚线②,平行实线OM
C.虚线③,平行实线OM D.虚线④,不平行实线OM
13、(19分)滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”,滑板运动员可在不同的滑坡上滑行,做出各种动作给人以美的享受。如图甲所示;abcdef为同一竖直平面上依次平滑连接的滑行轨道,其中ab段水平,H=3m,bc段和cd段均为斜直轨道,倾角θ=37º,de段是一半径R=2.5m的四分之一圆弧轨道,o点为圆心,其正上方的d点为圆弧的最高点,滑板及运动员总质量m=60kg,运动员滑经d点时轨道对滑板支持力用Nd表示,忽略摩擦阻力和空气阻力,取g=10m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8。除下述问(3)中运动员做缓冲动作以外,均可把滑板及运动员视为质点。
(1)运动员从bc段紧靠b处无初速滑下,求Nd的大小;
(2)运动员逐渐减小从bc上无初速下滑时距水平地面的高度h,请在图乙的坐标图上作出Nd-h图象(只根据作出的图象评分,不要求写出计算过程和作图依据)
(3)运动员改为从b点以υ0=4m/s的速度水平滑出,落在bc上时通过短暂的缓冲动作使他只保留沿斜面方向的速度继续滑行,则他是否会从d点滑离轨道?请通过计算得出结论。
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12、
(19分)如图所示,ABCDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的
圆周轨道,CDO是直径为15m的半圆轨道。AB轨道和CDO轨道通过极短的水平轨道(长度忽略不计)平滑连接。半径OA处于水平位置,直径OC处于竖直位置。一个小球P从A点的正上方高H处自由落下,从A点进入竖直平面内的轨道运动(小球经过A点时无机械能损失)。当小球通过CDO轨道最低点C时对轨道的压力等于其重力的
倍,取g为10m/s2。
(1)试求高度H的大小;
(2)试讨论此球能否到达CDO轨道的最高点O,并说明理由;
(3)求小球沿轨道运动后再次落回轨道上时的速度大小。
11、(16分)如图所示,两个带等量异种电荷、竖直放置的、电容为C、间距为d的平行金属板,两板之间的电场可视为匀强电场。此外两板之间还存在一种物质,使小球受到一个大小为
(k为常数,v为小球速率)方向总是沿背离圆心的力。一个质量为m,带电量为-q的小球,用长为L(L<d)的不可伸长细线悬挂于O点,将小球拉至水平位置M,由静止释放,当小球向下摆过60°到达N点时,速度恰为零。(细线始终处于伸直状态)则:
(1)左极板带电量Q是多少?
(2)小球到达N点时的加速度大小是多少?
(3)小球的最大速度是多少?此时细线上的拉力是多少?
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