(10分)如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离L后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上。已知L=1.4m,v=3.0m/s,m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数u=0.25,桌面高h=0.45m.。不计空气阻力,重力加速度取10m/s2。求:
(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s;
(2)小物块落地时的动能EK;
(3)小物块的初速度大小v0。
某实验小组用图1所示装置探究“重锤动能变化与重力对它做功的关系”,实验中,让拖着纸带的重锤从高处由静止自由落下,打点计时器在纸带上打出一系列的点,通过对打下的点进行测量和研究,即可达到实验目的
(1)图2是实验中打下的一条纸带,O点是重物开始下落时打下的起点,该小组在纸带上选取A、B、C、D、E、F、G七个计数点,每两个计数点间还有一个计时点(图中未画出),各计数点与起点O的距离如图所示,已知打点计时器工作频率为50Hz,分别计算B、C、D、E、F五个计数点与O点的速度平方差,请将D点的计算结果填入下表:(保留3位有效数字)
计数点 |
B |
C |
D |
E |
F |
速度平方差△v2/(m·s-1)2 |
1.38 |
2.45 |
|
5.52 |
7.50 |
(2)以△v2为纵轴,以各计数点到O点的距离h为横轴,在坐标系中作出△v2—h图象.
(3)若不考虑误差,认为动能的变化量等于重力做的功,利用作出的图线的斜率,可求得当地的重力加速度g′= .(保留3位有效数字)
(4)重锤下落过程中一定受到阻力的作用,若已知当地的重力加速度为g,用这一装置测量重锤下落过程中受到的阻力F的大小,还需测量的物理量是 .(用文字和符号表示)
(5)用测得量和已知量表示F大小的表达式为:F= .(用符号表示)
(6分)在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路,黑箱面板上有三个接线柱1、2、3。用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω,2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω,1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。
(1)在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式;
(2)如果将1、3接线柱用导线连接起来,1、2接线柱之间的电阻为______Ω。
法拉第曾做过如下的实验:在玻璃杯侧面底部装一导体柱并通过导线与电源负极相连,直立的细圆柱形磁铁棒下端固定在玻璃杯底部的中心,往杯内加入水银。在玻璃杯的正上方O点吊一可自由摆动或转动的直铜棒,铜棒的上端与电源的正极相接,下端浸入玻璃杯中的水银中。由于水银的密度比铜大,铜棒会倾斜地与水银相连,此时铜棒静止,如图所示。这样,可动铜棒、水银、导电柱和电源就构成了一个回路。闭合开关S,则该实验可观察到的现象是( )
A.铜棒会以磁铁棒为轴转动
B.铜棒与闭合S前相比,与竖直方向的夹角会增大些但仍可静止
C.铜棒与闭合S前相比,与竖直方向的夹角会减小些但仍可静止
D.铜棒与闭合S前相比,与竖直方向的夹角不变且仍静止
如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E,平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1、A2 ,平板S下方有强度为B0的匀强磁场,下列表述正确的是 ( )
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小
D.能通过的狭缝P的带电粒子的速率等于E/B
电子台秤放置于水平桌面上,一质量为M的框架放在台秤上,框架内有一轻弹簧上端固定在框架顶部,下端系一个质量为m的物体,物体下方用竖直细线与框架下部固定,各物体都处于静止状态。今剪断细线,物体开始上下运动,且框架始终没有离开台秤,弹簧不超出弹性限度,空气阻力忽略不计,重力加速度为g ,则下列说法正确的是( )
A.当台秤示数最小时弹簧一定处于原长位置
B.运动过程中台秤的最大示数一定大于(M + m)g
C.当台秤示数最小时物体一定处在平衡位置
D.细线剪断前,其张力不可能大于(M + m)g