如圖11-8所示,光滑的半球殼半徑為R,固定在地面上,O點在球心的正下方,一小球由距O點很近的A點由靜止放開,同時在O點正上方有一小球自由落下.若運動中阻力不計,為使兩球在O點相碰,小球應由多高處自由落下?

圖11-8

解析:球由A點開始沿球內表面運動時,只受重力與彈力作用,其運動規(guī)律與單擺相似,其周期為T=2π,兩球在O點相遇時間

t=(2n-1)×(n=1,2,3,…)

h=gt2=g(2n-1)2×(2n-1)2π2R.

答案:h=(2n-1)2π2R

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

在“驗證機械能守恒定律”實驗中,某研究小組采用了如圖甲所示的實驗裝置.實驗的主要步驟是:在一根不可伸長的細線一端系住一金屬小球,另一端固定于豎直黑板上的O 點,記下小球靜止時球心的位置O',粗略測得OO'兩點之間的距離約為0.5m,通過O'作出一條水平線PQ.在O'附近位置放置一個光電門,以記下小球通過O'時的擋光時間.現(xiàn)將小球拉離至球心距PQ 高度為h 處由靜止釋放,記下小球恰好通過光電門時的擋光時間t.重復實驗若干次.問:
精英家教網(wǎng)
(1)如圖乙,用游標卡尺測得小球的直徑d=
 
cm
(2)多次測量記錄h 與△t 數(shù)值如下表:
次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8
高度h/m 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
時間△t/s 0.0073 0.0052 0.0042 0.0036 0.0033 0.0030 0.0029 0.0030
(
1
△t
)
2
×10-4s2
1.87 3,70 5.67 7.72 9.18 11.11 11.97 11.11
請在答題紙的坐標圖中作出(
1
△t
)
2
 
與h 的圖象(2分),指出圖象的特征
 
,并解釋形成的原因
 

精英家教網(wǎng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)實驗題:
(1)一個小球沿斜面向下運動,用每隔0.1s曝一次光的頻閃照相機,拍攝不同時刻的小球位置的照片如圖(6分)所示,照片上出現(xiàn)的小球不同時間的位移見下表
S1/cm S2/cm S3/cm S4/cm
8.20 10.00 11.80 13.60
有甲、乙兩同學計算小球加速度方法如下:
甲同學:a1=
S2-S1
T2
,a2=
S3-S2
T2
,a3=
S4-S3
T2
平均加速度a=
a1+a2+a3
3

乙同學:a1=
S3-S1
2T2
,a2=
S4-S2
2T2
平均加速度a=
a1+a2
2

你認為甲、乙兩同學計算方法正確的是
 
(填甲、乙),加速度值為
 
(結果取三位有效數(shù)字)
(2)在《驗證力的平行四邊行定則》的實驗中,提供的器材有:方木板、白紙、彈簧秤一個、橡皮盤、細繩兩條、三角板、刻度尺、圖釘(幾個)下面是主要實驗步驟:
①在桌上平放一方木板,在方木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在方木板上.
②用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點,在橡皮條的另一端拴上兩條細繩,細繩另一端系著繩套B、C.
 

 

 

⑥按照一定的標度作出兩個力F1和F2的圖示.用平行四邊行定則求出合力F.
⑦用彈簧秤,通過細繩把橡皮條的結點拉到同一結點位置O,讀出彈簧的示數(shù)F′,記下細繩的方向,
 

⑧比較力F′與用平行四邊形定則求得的合力F的大小和方向,看它們中否相等.
⑨改變兩個分力的大小和夾角,再做兩次實驗,得出的結論是
 

以上步驟中有的沒有寫全,請將不全的地方加以補充.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

Ⅰ.氣墊導軌工作時,空氣從導軌表面的小孔噴出,在導軌表面和滑塊內表面之間形成一層薄薄的空氣層,使滑塊不與導軌表面直接接觸,故滑塊運動時受到的阻力大大減小,可以忽略不計.為了探究做功與物體動能之間的關系,在氣墊導軌上放置一帶有遮光片的滑塊,滑塊的一端與輕彈簧相接,彈簧另一端固定在氣墊導軌的一端,將一光電門P固定在氣墊導軌底座上適當位置(如圖1),使彈簧處于自然狀態(tài)時,滑塊上的遮光片剛好位于光電門的擋光位置,與光電門相連的光電計時器可記錄遮光片通過光電門時的擋光時間.實驗步驟如下:精英家教網(wǎng)
①用游標卡尺測量遮光片的寬度d;
②在氣墊導軌上適當位置標記一點A(圖中未標出,AP間距離遠大于d),將滑塊從A點由靜止釋放.由光電計時器讀出滑塊第一次通過光電門時遮光片的擋光時間t;
③利用所測數(shù)據(jù)求出滑塊第一次通過光電門時的速度V;
④更換勁度系數(shù)不同而自然長度相同的彈簧重復實驗步驟②③,記錄彈簧勁度系數(shù)及相應的速度V,如下表所示:
彈簧勁度系數(shù) k 2k 3k 4k 5k 6k
V (m/s) 0.71 1.00 1.22 1.41 1.58 1.73
V2 (m2/s2 0.50 1.00 1.49 1.99 2.49 2.99
V3 (m3/s3 0.36 1.00 1.82 2.80 3.94 5.18
(1)測量遮光片的寬度時游標卡尺讀數(shù)如圖2所示,讀得d=
 
m;
(2)用測量的物理量表示遮光片通過光電門時滑塊的速度的表達式V=
 
;
(3)已知滑塊從A點運動到光電門P處的過程中,彈簧對滑塊做的功與彈簧的勁度系數(shù)成正比,根據(jù)表中記錄的數(shù)據(jù),可得出合力對滑塊做的功W與滑塊通過光電門時的速度V的關系是
 

Ⅱ.現(xiàn)已離不開電視、手機等電子產品,但這些產品生產過程中會產生含多種重金屬離子的廢水,這些廢水是否達標也引起了人們的關注.某同學想測出學校附近一工廠排出廢水的電阻率,以判斷廢水是否達到排放標準(一般工業(yè)廢水電阻率的達標值為ρ≥200Ω?m).圖甲為該同學所用盛水容器,其左、右兩側面為帶有接線柱的金屬薄板(電阻極。,其余四面由絕緣材料制成,容器內部長a=40cm,寬b=20cm,高c=10cm.他將水樣注滿容器后,進行以下操作:精英家教網(wǎng)
(1)他先后用多用電表歐姆檔的“×1k”、“×100”兩個檔位粗測水樣的電阻值時,表盤上指針如圖乙中所示,則所測水樣的電阻約為
 
Ω.
(2)他從實驗室中找到如下實驗器材更精確地測量所取水樣的電阻:
A.電流表(量程5mA,電阻RA=800Ω)
B.電壓表(量程15V,電阻RV約為10.0kΩ)
C.滑動變阻器(0~20Ω,額定電流1A)
D.電源(12V,內阻約10Ω)
E.開關一只、導線若干
請用筆線代替導線幫他在圖丙中完成電路連接.
(3)正確連接電路后,這位同學閉合開關,測得一組U、I數(shù)據(jù);再調節(jié)滑動變阻器,重復上述測量得出一系列數(shù)據(jù)如下表所示,請你在圖丁的坐標系中作出U-I關系圖線.
U/V 2.0 3.8 6.8 8.0 10.2 11.6
I/mA 0.73 1.36 2.20 2.89 3.66 4.15
(4)由以上測量數(shù)據(jù)可以求出待測水樣的電阻率為
 
Ω?m.據(jù)此可知,所測水樣在電阻率這一指標上
 
(選填“達標”或“不達標”).

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

第Ⅰ卷(選擇題 共31分)

一、單項選擇題.本題共5小題,每小題3分,共計15分.每小題只有一個選項符合題意.

1. 關于科學家和他們的貢獻,下列說法中正確的是[來源:Www..com]

A.安培首先發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應

B.伽利略認為自由落體運動是速度隨位移均勻變化的運動

C.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,并計算出太陽與地球間引力的大小

D.法拉第提出了電場的觀點,說明處于電場中電荷所受到的力是電場給予的

2.如圖為一種主動式光控報警器原理圖,圖中R1R2為光敏電阻,R3R4為定值電阻.當射向光敏電阻R1R2的任何一束光線被遮擋時,都會引起警鈴發(fā)聲,則圖中虛線框內的電路是

A.與門                  B.或門               C.或非門                  D.與非門

 


3.如圖所示的交流電路中,理想變壓器原線圈輸入電壓為U1,輸入功率為P1,輸出功率為P2,各交流電表均為理想電表.當滑動變阻器R的滑動頭向下移動時

A.燈L變亮                                    B.各個電表讀數(shù)均變大

C.因為U1不變,所以P1不變                              D.P1變大,且始終有P1= P2

4.豎直平面內光滑圓軌道外側,一小球以某一水平速度v0A點出發(fā)沿圓軌道運動,至B點時脫離軌道,最終落在水平面上的C點,不計空氣阻力.下列說法中不正確的是

A.在B點時,小球對圓軌道的壓力為零

B.BC過程,小球做勻變速運動

C.在A點時,小球對圓軌道壓力大于其重力

D.AB過程,小球水平方向的加速度先增加后減小

5.如圖所示,水平面上放置質量為M的三角形斜劈,斜劈頂端安裝光滑的定滑輪,細繩跨過定滑輪分別連接質量為m1m2的物塊.m1在斜面上運動,三角形斜劈保持靜止狀態(tài).下列說法中正確的是

A.若m2向下運動,則斜劈受到水平面向左摩擦力

B.若m1沿斜面向下加速運動,則斜劈受到水平面向右的摩擦力

C.若m1沿斜面向下運動,則斜劈受到水平面的支持力大于(m1+ m2+Mg

D.若m2向上運動,則輕繩的拉力一定大于m2g

二、多項選擇題.本題共4小題,每小題4分,共計16分.每小題有多個選項符合題意.全部選對的得4分,選對但不全的得2分,錯選或不答的得0分.

6.木星是太陽系中最大的行星,它有眾多衛(wèi)星.觀察測出:木星繞太陽作圓周運動的半徑為r1 周期為T1;木星的某一衛(wèi)星繞木星作圓周運動的半徑為r2 周期為T2.已知萬有引力常量為G,則根據(jù)題中給定條件

A.能求出木星的質量

B.能求出木星與衛(wèi)星間的萬有引力

C.能求出太陽與木星間的萬有引力

D.可以斷定

7.如圖所示,xOy坐標平面在豎直面內,x軸沿水平方向,y軸正方向豎直向上,在圖示空間內有垂直于xOy平面的水平勻強磁場.一帶電小球從O點由靜止釋放,運動軌跡如圖中曲線.關于帶電小球的運動,下列說法中正確的是

A.OAB軌跡為半圓

B.小球運動至最低點A時速度最大,且沿水平方向

C.小球在整個運動過程中機械能守恒

D.小球在A點時受到的洛倫茲力與重力大小相等

8.如圖所示,質量為M、長為L的木板置于光滑的水平面上,一質量為m的滑塊放置在木板左端,滑塊與木板間滑動摩擦力大小為f,用水平的恒定拉力F作用于滑塊.當滑塊運動到木板右端時,木板在地面上移動的距離為s,滑塊速度為v1,木板速度為v2,下列結論中正確的是

A.上述過程中,F做功大小為            

B.其他條件不變的情況下,F越大,滑塊到達右端所用時間越長

C.其他條件不變的情況下,M越大,s越小

D.其他條件不變的情況下,f越大,滑塊與木板間產生的熱量越多

9.如圖所示,兩個固定的相同細環(huán)相距一定的距離,同軸放置,O1、O2分別為兩環(huán)的圓心,兩環(huán)分別帶有均勻分布的等量異種電荷.一帶正電的粒子從很遠處沿軸線飛來并穿過兩環(huán).則在帶電粒子運動過程中

A.在O1點粒子加速度方向向左

B.從O1O2過程粒子電勢能一直增加

C.軸線上O1點右側存在一點,粒子在該點動能最小

D.軸線上O1點右側、O2點左側都存在場強為零的點,它們關于O1、O2連線中點對稱

 


第Ⅱ卷(非選擇題 共89分)

三、簡答題:本題分必做題(第lO、11題)和選做題(第12題)兩部分,共計42分.請將解答填寫在答題卡相應的位置.

必做題

10.測定木塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)時,采用如圖所示的裝置,圖中長木板水平固定.

(1)實驗過程中,電火花計時器應接在  ▲  (選填“直流”或“交流”)電源上.調整定滑輪高度,使  ▲ 

(2)已知重力加速度為g,測得木塊的質量為M,砝碼盤和砝碼的總質量為m,木塊的加速度為a,則木塊與長木板間動摩擦因數(shù)μ=  ▲ 

(3)如圖為木塊在水平木板上帶動紙帶運動打出的一條紙帶的一部分,0、1、2、3、4、5、6為計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未畫出.從紙帶上測出x1=3.20cm,x2=4.52cm,x5=8.42cm,x6=9.70cm.則木塊加速度大小a=  ▲  m/s2(保留兩位有效數(shù)字).

 


11.為了測量某電池的電動勢 E(約為3V)和內阻 r,可供選擇的器材如下:

A.電流表G1(2mA  100Ω)             B.電流表G2(1mA  內阻未知)

C.電阻箱R1(0~999.9Ω)                      D.電阻箱R2(0~9999Ω)

E.滑動變阻器R3(0~10Ω  1A)         F.滑動變阻器R4(0~1000Ω  10mA)

G.定值電阻R0(800Ω  0.1A)               H.待測電池

I.導線、電鍵若干

(1)采用如圖甲所示的電路,測定電流表G2的內阻,得到電流表G1的示數(shù)I1、電流表G2的示數(shù)I2如下表所示:

I1(mA)

0.40

0.81

1.20

1.59

2.00

I2(mA)

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

 


根據(jù)測量數(shù)據(jù),請在圖乙坐標中描點作出I1I2圖線.由圖得到電流表G2的內阻等于

  ▲  Ω.

(2)在現(xiàn)有器材的條件下,測量該電池電動勢和內阻,采用如圖丙所示的電路,圖中滑動變阻器①應該選用給定的器材中  ▲  ,電阻箱②選  ▲  (均填寫器材代號).

(3)根據(jù)圖丙所示電路,請在丁圖中用筆畫線代替導線,完成實物電路的連接.

 


12.選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑.如都作答,則按A、B兩小題評分.)

A.(選修模塊3-3)(12分)

(1)下列說法中正確的是  ▲ 

A.液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離,液體表面存在張力

B.擴散運動就是布朗運動

C.蔗糖受潮后會粘在一起,沒有確定的幾何形狀,它是非晶體

D.對任何一類與熱現(xiàn)象有關的宏觀自然過程進行方向的說明,都可以作為熱力學第二定律的表述

(2)將1ml的純油酸加到500ml的酒精中,待均勻溶解后,用滴管取1ml油酸酒精溶液,讓其自然滴出,共200滴.現(xiàn)在讓其中一滴落到盛水的淺盤內,待油膜充分展開后,測得油膜的面積為200cm2,則估算油酸分子的大小是  ▲  m(保留一位有效數(shù)字).

(3)如圖所示,一直立的汽缸用一質量為m的活塞封閉一定量的理想氣體,活塞橫截面積為S,汽缸內壁光滑且缸壁是導熱的,開始活塞被固定,打開固定螺栓K,活塞下落,經(jīng)過足夠長時間后,活塞停在B點,已知AB=h,大氣壓強為p0,重力加速度為g

①求活塞停在B點時缸內封閉氣體的壓強;

②設周圍環(huán)境溫度保持不變,求整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q(一定量理想氣體的內能僅由溫度決定).

B.(選修模塊3-4)(12分)

(1)下列說法中正確的是  ▲ 

A.照相機、攝影機鏡頭表面涂有增透膜,利用了光的干涉原理

B.光照射遮擋物形成的影輪廓模糊,是光的衍射現(xiàn)象

C.太陽光是偏振光

D.為了有效地發(fā)射電磁波,應該采用長波發(fā)射

(2)甲、乙兩人站在地面上時身高都是L0, 甲、乙分別乘坐速度為0.6c和0.8cc為光速)的飛船同向運動,如圖所示.此時乙觀察到甲的身高L  ▲  L0;若甲向乙揮手,動作時間為t0,乙觀察到甲動作時間為t1,則t1  ▲  t0(均選填“>”、“ =” 或“<”).

(3)x=0的質點在t=0時刻開始振動,產生的波沿x軸正方向傳播,t1=0.14s時刻波的圖象如圖所示,質點A剛好開始振動.

①求波在介質中的傳播速度;

②求x=4m的質點在0.14s內運動的路程.

   C.(選修模塊3-5)(12分)

(1)下列說法中正確的是  ▲ 

A.康普頓效應進一步證實了光的波動特性

B.為了解釋黑體輻射規(guī)律,普朗克提出電磁輻射的能量是量子化的

C.經(jīng)典物理學不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征

D.天然放射性元素衰變的快慢與化學、物理狀態(tài)有關

(2)是不穩(wěn)定的,能自發(fā)的發(fā)生衰變.

①完成衰變反應方程    ▲ 

衰變?yōu)?img width=40 height=25 src="http://thumb.zyjl.cn/pic1/1899/wl/3/40403.gif" >,經(jīng)過  ▲  α衰變,  ▲  β衰變.

(3)1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質子.科學研究表明其核反應過程是:α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩(wěn)定的復核,復核發(fā)生衰變放出質子,變成氧核.設α粒子質量為m1,初速度為v0,氮核質量為m2,質子質量為m0, 氧核的質量為m3,不考慮相對論效應.

α粒子轟擊氮核形成不穩(wěn)定復核的瞬間,復核的速度為多大?

②求此過程中釋放的核能.

四、計算題:本題共3小題,共計47分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.

13.如圖所示,一質量為m的氫氣球用細繩拴在地面上,地面上空風速水平且恒為v0,球靜止時繩與水平方向夾角為α.某時刻繩突然斷裂,氫氣球飛走.已知氫氣球在空氣中運動時所受到的阻力f正比于其相對空氣的速度v,可以表示為f=kvk為已知的常數(shù)).則

(1)氫氣球受到的浮力為多大?

(2)繩斷裂瞬間,氫氣球加速度為多大?

(3)一段時間后氫氣球在空中做勻速直線運動,其水平方向上的速度與風速v0相等,求此時氣球速度大。ㄔO空氣密度不發(fā)生變化,重力加速度為g).

 


14.如圖所示,光滑絕緣水平面上放置一均勻導體制成的正方形線框abcd,線框質量為m,電阻為R,邊長為L.有一方向豎直向下的有界磁場,磁場的磁感應強度為B,磁場區(qū)寬度大于L,左邊界與ab邊平行.線框在水平向右的拉力作用下垂直于邊界線穿過磁場區(qū).

(1)若線框以速度v勻速穿過磁場區(qū),求線框在離開磁場時ab兩點間的電勢差;

(2)若線框從靜止開始以恒定的加速度a運動,經(jīng)過t1時間ab邊開始進入磁場,求cd邊將要進入磁場時刻回路的電功率;

(3)若線框以初速度v0進入磁場,且拉力的功率恒為P0.經(jīng)過時間T,cd邊進入磁場,此過程中回路產生的電熱為Q.后來ab邊剛穿出磁場時,線框速度也為v0,求線框穿過磁場所用的時間t

      

15.如圖所示,有界勻強磁場的磁感應強度為B,方向垂直紙面向里,MN為其左邊界,磁場中放置一半徑為R的圓柱形金屬圓筒,圓心OMN的距離OO1=2R,圓筒軸線與磁場平行.圓筒用導線通過一個電阻r0接地,最初金屬圓筒不帶電.現(xiàn)有范圍足夠大的平行電子束以速度v0從很遠處沿垂直于左邊界MN向右射入磁場區(qū),已知電子質量為m,電量為e

(1)若電子初速度滿足,則在最初圓筒上沒有帶電時,能夠打到圓筒上的電子對應MN邊界上O1兩側的范圍是多大?

(2)當圓筒上電量達到相對穩(wěn)定時,測量得到通過電阻r0的電流恒為I,忽略運動電子間的相互作用,求此時金屬圓筒的電勢φ和電子到達圓筒時速度v(取無窮遠處或大地電勢為零).

(3)在(2)的情況下,求金屬圓筒的發(fā)熱功率.

 


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科目:高中物理 來源:2012年人教版高中物理選修3-4 13.1光的反射和折射練習卷(解析版) 題型:填空題

某同學由于沒有量角器,他在完成了光路圖后,以O點為圓心,10 cm為半徑畫圓,分別交線段OA于A點,交線段OO′的延長線于C點,過A點作法線NN′的垂線AB

交NN′于B點,過C點作法線NN′的垂線CD交NN′于D點,如圖11所示.用刻

度尺量得OB=8 cm,CD=4 cm,由此可得出玻璃的折射率n=________.

圖11

 

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同步練習冊答案