在“探究弹力和弹簧伸长的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图1所示,钩码的重力提供了对弹簧向右的拉力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度。
(1)一同学通过实验,把测得的6组数据描点在如图2所示的坐标图中。请你对图象作适当的处理(在答题纸上的图象上处理),求出弹簧的原长是________m,劲度系数为_________N/m。
(2)该同学实验时,使弹簧处于水平状态。弹簧水平放置做实验与竖直悬挂相比较,
优点是:__________________________________;
缺点是:__________________________________ 。
(12分)如图甲所示,水平放置的平行金属板A和B的距离为d,它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN,现在A、B板上加上如图乙所示的方波形电压,电压的正向值为U0,反向电压值为,且每隔T/2变向1次。现将质量为m的带正电,且电荷量为q的粒子束从AB的中点O以平行于金属板的方向OO′射入,设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T。不计重力的影响,试问:
(1)定性分析在t=0时刻从O点进入的粒子,在垂直于金属板的方向上的运动情况。
(2)在距靶MN的中心O′点多远的范围内有粒子击中?
(3)要使粒子能全部打在靶MN上,电压U0的数值应满足什么条件?(写出U0、m、d、q、T的关系式即可)
(12分)如图所示,在轴上方有一竖直向下的匀强电场区域,电场强度为。轴下方分布有很多磁感应强度为的条形匀强磁场区域,其宽度均为为,相邻两磁场区域的间距为。现将一质量为、电荷量为的带正电的粒子(不计重力)从轴上的某处静止释放。
(1)若粒子从坐标(0,)点由静止释放,要使它经过轴下方时,不会进入第二磁场区,应满足什么条件?
(2)若粒子从坐标(0,)点由静止释放,求自释放到第二次过轴的时间。
(9分)如图所示,一质量为的物块A与直立轻弹簧的上端连接,弹簧的下端固定在地面上,一质量也为的物块B叠放在A的上面,A、B处于静止状态。若A、B粘连在一起,用一竖直向上的拉力缓慢提B,当拉力的大小为时,A物块上升的高度为L,此过程中,该拉力做的功为;若A、B不粘连,用一竖直向上的恒力作用在B上,当A物块上升的高度也为L时,A、B恰好分离。已知重力加速度为g,不计空气阻力,求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)恒力的大小;
(3)A与B分离时速度的大小。
(9分)如图所示,一固定粗糙斜面与水平面夹角。一个质量的小物体(可视为质点),在F=10 N的沿斜面向上的拉力作用下,由静止开始沿斜面向上运动。已知斜面与物体间的动摩擦因数,取。试求:
(1)物体在拉力F作用下运动的加速度;
(2)若力F作用1.2 s后撤去,物体在上滑过程中距出发点的最大距离s;
(3)物体从静止出发,到再次回到出发点的过程中,物体克服摩擦所做的功。
某同学要测定一电源的电动势和内电阻,实验器材有:一只DIS电流传感器(可视为理想电流表,测得的电流用表示),一只电阻箱(阻值用表示),一只开关和导线若干。该同学设计了如图所示的电路进行实验和采集数据。
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图甲 图乙 图丙
(1)该同学设计实验的原理表达式是 (用、、表示);
(2)该同学在闭合开关之前,应先将电阻箱调到 (填“最大值”、“最小值”或“任意值”),实验过程中,将电阻箱调至如图乙所示位置,则此时电阻箱接入电路的阻值为 ;
(3)该同学根据实验采集到的数据作出如图丙所示的图像,则由图像可求得,该电源的电动势 V,内阻 。(结果均保留两位有效数字)