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(14分)如图甲所示是一打桩机的简易模型。质量m=1kg的物体在拉力F作用下从与...

(14分)如图甲所示是一打桩机的简易模型。质量m=1kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,到最高点后自由下落,撞击钉子,将钉子打入一定深度。物体上升过程中,机械能E与上升高度h的关系图象如图乙所示。不计所有摩擦,g取10m/s2。求:

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(1)物体上升到1m高度处的速度;

(2)物体上升1 m后再经多长时间才撞击钉子(结果可保留根号);

(3)物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率。

 

(1)2m/s  (2) t=s (3)12W 【解析】 试题分析:⑴设物体上升到h1=1m处的速度为v1,由图乙知   (2分) 解得  v1=2m/s     (1分)⑵解法一:由图乙知,物体上升到h1=1m后机械能守恒,即撤去拉力F,物体仅在重力作用下先匀减速上升,至最高点后再自由下落.设向上减速时间为t1,自由下落时间为t2 对减速上升阶段有      解得  t1=0.2s    1分 减速上升距离   =0.2m    1分 自由下落阶段有    1分   解得  s   1分 即有 t=t1+t2=s     1分 解法二:物体自h1=1m后的运动是匀减速直线运动,设经t时间落到钉子上,则有     3分 解得  t=s     2分 (3)对F作用下物体的运动过程,根据功能量关系有 1分 由图象可得,物体上升h1=1m的过程中所受拉力F=12N       1分 物体向上做匀加速直线运动,设上升至h2=0.25m时的速度为v2,加速度为a。根据牛顿第二定律 有       1分 根据运动学公式有             1分 瞬时功率     P=Fv2     1分 解得         P=12W     1分 考点:本题考查了动能定理的应用、功能关系
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考点分析:
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(11分)2012年8月10日,改装后的瓦良格号航空母舰(该舰被海军命名为辽宁舰,编号为16号)进行出海航行试验,中国成为拥有航空母舰的国家之一。已知该航空母舰飞行甲板长度为L=300m,某种战斗机在航空母舰上起飞过程中的最大加速度为a=4.5 m/s2,飞机速度要达到v=60 m/s才能安全起飞。

(1)如果航空母舰静止,战斗机被弹射装置弹出后开始加速,要保证飞机起飞安全,战斗机被弹射装置弹出时的速度至少是多大?

(2)如果航空母舰匀速前进,在没有弹射装置的情况下,要保证飞机安全起飞,航空母舰前进的速度至少是多大?

 

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(12分)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准,待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm。

(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,其中某一次测量结果如图1所示,其读数应为___________mm(该值接近多次测量的平均值);

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(2)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干. 某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:

次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0

0.10

0.30

0.70

1.00

1.50

1.70

I/A

0

0.020

0.060

0.160

0.220

0.340

0.460

由以上数据可知,他们测量Rx是采用图2中的_________图;

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(3)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据图(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏;

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(4)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,请根据实验记录数据描绘出U─I图线,由图线得到金属丝的阻值Rx=___________满分5 manfen5.com(保留两位有效数字);

(5)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号)。

A.1×10-2满分5 manfen5.com满分5 manfen5.comm        B.1×10-3满分5 manfen5.com满分5 manfen5.comm        C.1×10-6满分5 manfen5.com满分5 manfen5.comm        D.1×10-8满分5 manfen5.com满分5 manfen5.comm

 

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(6分)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点,本图中没有画出)打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流.他把一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐。

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(1)由以上数据计算打点计时器在打C点时,物体的瞬时速度vC是______m/s;(保留两位有效数字)

(2)计算该物体的加速度a为________m/s2;(保留两位有效数字)

(3)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_____(填“大”或“小”)。

 

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半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆,单位长度电阻均为R0。圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B。杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,杆的位置由θ确定,如图所示。则

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A.θ=0时,杆产生的电动势为满分5 manfen5.com

B.θ=满分5 manfen5.com时,杆产生的电动势为满分5 manfen5.com

C.θ=0时,杆受的安培力大小为满分5 manfen5.com

D.θ=满分5 manfen5.com时,杆受的安培力大小为满分5 manfen5.com

 

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如图所示,矩形闭合金属线圈放置在固定的水平薄板上,有一块蹄形磁铁如图所示置于水平薄板的正下方(磁极间距略大于矩形线圈的宽度。)当磁铁全部匀速向右通过线圈时,线圈始终静止不动,那么线圈受到薄板摩擦力的方向和线圈中产生感应电流的方向(从上向下看)是

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A.摩擦力方向一直向左

B.摩擦力方向先向左、后向右

C.感应电流的方向顺时针→逆时针→逆时针→顺时针

D.感应电流的方向顺时针→逆时针

 

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