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(14分).如图甲所示,一条轻质弹簧左端固定在竖直墙面上,右端放一个可视为质点的...

(14分).如图甲所示,一条轻质弹簧左端固定在竖直墙面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m=1.0 kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于O点。现对小物块施加一个外力F,使它缓慢移动,将弹簧压缩至A点,压缩量为x=0.1 m,在这一过程中,所用外力F与压缩量的关系如图乙所示。然后撤去F释放小物块,让小物块沿桌面运动,已知O点至桌边B点的距离为L=2x,水平桌面的高为h=5.0m,计算时,可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力。(g取10 m/s2) 求:

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(1)在压缩弹簧过程中,弹簧存贮的最大弹性势能.

(2)小物块落地点与桌边B的水平距离.

 

(1) 2.3 J   (2) 2 m 【解析】 试题分析:(1)取向左为正方向,从F—x图中可以看出,小物块与桌面间的滑动摩擦力大小为Ff=1.0 N,方向为负方向 在压缩过程中,摩擦力做功为Wf=-Ff·x=-0.1 J 由图线与x轴所夹面积可得外力做功为WF=(1.0+47.0)×0.1÷2 J=2.4 J 所以弹簧存贮的弹性势能为Ep=WF+Wf=2.3 J (2)从A点开始到B点的过程中,由于L=2x,摩擦力做功为 Wf′=Ff·3x=0.3 J 对小物块用动能定理有 EP-Wf’=mvB2/2 解得vB=2 m/s 物块从B点开始做平抛运动 h=gt2/2 下落时间t=1 s 水平距离s=vBt=2 m 考点:本题考查对动能定理、平抛运动、能量守恒的应用。
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考点分析:
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(10分)我们知道,验电器无法定量测定物体的带电量.学校实验室也没有其他定量测定电量的仪器.某研究性学习小组设计了一定量测定轻质小球带电量的方案如下:取两个完全相同的轻质小球,用天平测出小球的质量m,然后让小球带上相同的电量Q,并将两个带电小球用相同的绝缘轻质细线如图所示悬挂(悬线长度远大于小球半径),测出稳定后悬线偏离竖直方向的夹角θ等物理量,从而算出小球的电量Q.你认为该设计方案是否可行,若可行,则还需测量哪些物理量才能求出小球所带的电量,用字母表示该物理量,并写出小球所带电量的表达式及其推导的过程.若不可行,请写出你的实验方案和相应的计算表达式及其推导过程.

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(1)将下列验证机械能守恒定律的实验步骤按正确顺序排列起来

A.选取一条纸带,在这条纸带上选定计数点.

B.将铁架台放在实验桌上,用附夹把打点计时器固定在铁架台上.

C.换新纸带重复实验.

D.量出从首点到各计数点间的距离,并算出各计数点的即时速度.

E.比较△EK和△EP在误差允许范围内是否近似相等.

F.在重锤上夹持一纸带,并将它从打点计时器的复写纸下面穿过限位孔,手持纸带保持竖直方向,接通电源后,松手让重锤牵引纸带下落,得到打点的纸带.

G.计算各计数点的动能增加量△EK和势能减小量△EP

正确顺序                   

(2)在验证机械能守恒定律的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2,测得所用的重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,把第一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点.经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm.根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能的减少量等于____J,动能的增加量等于____   J(取3位有效数字).

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“探究功与物体速度变化的关系”的实验如图甲所示,当小车在一条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.

 

 

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(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、__________(填测量工具)和________电源(填“交流”或“直流”).

(2)在正确操作情况下,需要垫起木板的一端平衡摩擦,平衡摩擦时,平衡摩擦的目的是使合外力对小车做功等于        。实验时打在纸带上的点并不都是均匀的,如图乙所示.为了测量小车获得的速度,应选用纸带的________部分进行测量(根据下面所示的纸带回答,并用字母表示).

 

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如图所示,面积足够大的、板间距离为d的两平行金属板竖直放置,与直流电压为U的电源连接,板间放一半径为R(2R<d)的绝缘金属球壳,C、D是球壳水平直径上的两点,则以下说法正确的是(    )

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A.由于静电感应,水平直径上C、D两点电势差为满分5 manfen5.com

B.由于静电感应,球壳中心O点场强为零

C.用手摸一下球壳,再拿去平行金属板,球壳带正电

D.用手摸一下球壳,再拿去平行金属板,球壳带负电

 

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真空中,两个相距L的固定点电荷E、F所带电荷量大小分别是QE和QF,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图中实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向.电场线上标出了M、N两点,其中N点的切线与EF连线平行,且∠NEF>∠NFE.则(   )

 

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A.E带正电,F带负电,且满分5 manfen5.com

B.在M点由静止释放一带正电的检验电荷,检验电荷将沿电场线运动到N点

C.过N点的等势面与过N点的切线垂直

D.负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能

 

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