【題目】某同學用如圖所示的裝置做驗證動量守恒定律的實驗,先將球a從斜槽軌道上某固定點處由靜止開始滾下,在水平地面上的記錄紙上留下壓痕,重復10次,再把同樣大小的球b放在斜槽軌道末端水平段的最右端附近靜止,讓球a仍從原固定點由靜止開始滾下,且與球b相碰后,兩球分別落在記錄紙的不同位置處,重復10次。圖中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點。
(1)為了使兩球碰撞為一維碰撞,所選兩球的直徑關(guān)系為:a球的直徑_____b球的直徑 (“大于”、“等于”或“小于”) ;為減小實驗誤差,在兩球碰撞后使A球不反彈,所選用的兩小球質(zhì)量關(guān)系應為ma_______mb(選填“小于”、“大于”或“等于”);
(2)在以下選項中,哪些是本次實驗必須進行的測量?答:____(填選項號)。
A.斜槽軌道末端到水平地面的高度H
B.小球a、b的質(zhì)量ma,mb
C.小球a、b的半徑r
D.小球a、b離開斜槽軌道末端后做平拋運動的飛行時間t
E.記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC
F.球a的固定釋放點到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h
(3)為測定未放被碰小球時,小球a落點的平均位置,把刻度尺的零刻度線跟記錄紙上的O點對齊,圖中給出了小球a落點附近的情況,由圖可得點O、B間的距離應為_______cm。
(4)按照本實驗方法,驗證動量守恒的驗證式是____________________________
(5)利用該實驗測得的物理量,也可以判斷兩球碰撞過程中機械能是否守恒,判斷的依據(jù)是看maOB2=______
【答案】等于 大于 BE 45.80-45.90 均可 maOB=maOA+mbOC maOB2=maOA2+mbOC2
【解析】
解:(1)為了使兩球碰撞為一維碰撞,即實現(xiàn)對心碰撞,則A球的直徑等于B球的直徑;
在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律,故有,在碰撞過程中機械能守恒,故有,聯(lián)立解得,要碰后入射小球的速度,即,故,
(2)要驗證動量守恒,就需要知道碰撞前后的動量,所以要測量兩個小球的質(zhì)量及碰撞前后小球的速度,碰撞后小球都做平拋運動,高度相同,下落的時間相同,可以用水平位移代替速度,所以需要測量的量為:小球a、b的質(zhì)量ma、mb,記錄紙上O點到A、B、C各點的距離OA、OB、OC;
故選BE;
(3)由圖所示刻度尺可知,刻度尺分度值是1mm,由圖可知由圖可得點O、B間的距離應為45.90cm;
(4)根據(jù)動量守恒有:,因為,,,則有:,所以該式為驗證動量守恒的驗證式;
(5) 在碰撞過程中若機械能守恒, 則有:,即可得:,所以判斷兩球碰撞過程中機械能是否守恒,判斷的依據(jù)是看:;
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【題目】有一橫截面積為S的銅導線,流經(jīng)其中的電流為I,設每單位體積的導線中有n個自由電子,每個自由電子的電荷量為q,此時電子定向移動的速率為v,則在Δt時間內(nèi),通過導體橫截面的自由電子數(shù)目可表示為( )
A. nvSΔtB. nvΔtC. D.
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【題目】反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一,它利用電子團在電場中的振蕩來產(chǎn)生微波,其振蕩原理與下述過程類似.如圖所示,在虛線MN兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個勻強電場,一帶電微粒從A點由靜止開始,在電場力作用下沿直線在A、B兩點間往返運動.已知電場強度的大小分別是E1=2.0×103 N/C和E2=4.0×103 N/C,方向如圖所示.帶電微粒質(zhì)量m=1.0×10-20kg,帶電荷量q=-1.0×10-9 C,A點距虛線MN的距離d1=1.0 cm,不計帶電微粒的重力,忽略相對論效應.求:
(1)B點距虛線MN的距離d2;
(2)帶電微粒從A點運動到B點所經(jīng)歷的時間t.
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【題目】如圖所示,輕質(zhì)彈簧上端固定,下端系一物體。物體在A處時,彈簧處于原長狀態(tài),F(xiàn)用手托住物體使它從A處緩慢下降,到達B處時,手和物體自然分開。此過程中,物體克服手的支持力所做的功為W。已知彈簧形變?yōu)?/span>x時,勁度系數(shù)為k的彈簧的彈性勢能為=。不考慮空氣阻力,關(guān)于此過程,下列說法正確的有( )
A. 物體重力勢能減小量一定大于W
B. 彈簧彈性勢能增加量一定小于W
C. 物體與彈簧組成的系統(tǒng)機械能增加量為W
D. 若將物體從A處由靜止釋放,則物體到達B處時的動能為W
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【題目】如圖所示電路中,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2=2:1,原線圈所接交變電壓表達式為U=25 sin100πt(V),C為電容器,L為自感線圈,開關(guān)S斷開。則( 。
A. 交流電壓表示數(shù)為12.5V
B. 只增加交變電流的頻率,燈泡變暗
C. 只增加交變電流的頻率,電壓表讀數(shù)變大
D. 閉合開關(guān)S,待穩(wěn)定后燈泡的亮度不變
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【題目】如圖所示為某同學設計的投射裝置,水平地面上固定一根內(nèi)壁光滑的細管道,管道下端固定在水平地面上,管道豎直部分長度為,部分是半徑為的四分之一圓弧,管口沿水平方向,為圓弧的圓心。與圓心水平距離為的豎直墻壁上固定一個半徑為的圓形靶子,圓心與等高,為靶子的最高點和最低點。管道內(nèi)處有一插銷,擋住下面的小球,彈簧上端與小球并未連接,彈簧下端固定在金屬桿上,可上下調(diào)節(jié),改變彈簧壓縮量。小球質(zhì)量為且可視為質(zhì)點,不計空氣阻力和彈簧的質(zhì)量,重力加速度為。為了讓小球擊中靶子,則:
(1)小球?qū)艿?/span>處的最大壓力;
(2)彈簧儲存的彈性勢能的范圍。
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【題目】一質(zhì)量為m的物體用一根足夠長細繩懸吊于天花板上的O點,現(xiàn)用一光滑的金屬鉤子勾住細繩,水平向右緩慢拉動繩子(鉤子與細繩的接觸點A始終在一條水平線上),下列說法正確的是( )
A. 鉤子對細繩的作用力始終水平向右
B. OA段繩子的力逐漸增大
C. 鉤子對細繩的作用力先減小后增大
D. 鉤子對細繩的作用力不可能等于
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【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有固定的彎折形滑桿軌道ACB和ADB,AC平行于DB,AD平行于CB.一小圓環(huán)(圖中未畫出)先后套在ACB、ADB上,從A點由靜止釋放,滑到B點所用的時間為t1、t2,到達B點的速度大小為v1、v2.已知小圓環(huán)與兩條軌道之間的動摩擦因數(shù)都相同,不計彎折處能量損失.下列關(guān)系式成立的是( )
A. t1>t2 B. t1<t2 C. v1>v2 D. v1<v2
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【題目】小丁同學對實驗室中的線圈如圖甲所示產(chǎn)生了濃厚興趣,決定利用伏安法測量線圈電阻,實驗電路如圖丙所示,回答下列問題:
(1)實驗前,圖丙中滑動變阻器滑片應置于______填“a”或“b”端:
(2)已知實驗中電壓表所接量為,某次實驗中電壓表示數(shù)如圖乙所示,則電壓為______V。
(3)改變滑動變阻器滑片,待電路穩(wěn)定得到多組電流、電壓值如下表所示,請在圖丁中作出相應的圖象_________。
電壓 |
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電流 |
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(4)由圖象可得該線圈電阻大小為______。
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