某同学在科普读物上看到:“劲度系数为k的弹簧从伸长量为x到恢复原长过程中,弹力做的功W=kx2”.他设计了如下的实验来验证这个结论.
A.将一弹簧的下端固定在地面上,在弹簧附近竖直地固定一刻度尺,当弹簧在竖直方向静止不动时其上端在刻度尺上对应的示数为x1,如图甲所示.
B.用弹簧测力计拉着弹簧上端竖直向上缓慢移动,当弹簧测力计的示数为F时,弹簧上端在刻度尺上对应的示数为x2,如图乙所示.则此弹簧的劲度系数k=________。.
C.把实验桌放到弹簧附近,将一端带有定滑轮、两端装有光电门的长木板放在桌面上,使滑轮正好在弹簧的正上方,用垫块垫起长木板不带滑轮的一端,如图丙所示.
D.用天平测得小车(带有遮光条)的质量为M,用游标卡尺测遮光条宽度d的结果如图丁所示,则d=________mm.
E.打开光电门的开关,让小车从光电门的上方以一定的初速度沿木板向下运动(未连弹簧),测得小车通过光电门A和B时的遮光时间分别为Δt1和Δt2.改变垫块的位置,重复调节,直到Δt1=Δt2时保持木板和垫块的位置不变.
F.用细绳通过滑轮将弹簧和小车相连,将小车拉到光电门A的上方某处,此时弹簧上端在刻度尺上对应的示数为x3,已知(x3-x1)小于光电门AB之间的距离,如图丙所示.由静止释放小车,测得小车通过光电门A和B时的遮光时间分别为Δt1和Δt2.
在实验误差允许的范围内,若k(x3-x1)2=_______(用实验中测量的符号表示),就验证了W=kx2的结论.
如图所示,边长为1 m的正方体空间图形ABCD—A1B1C1D1,其下表面在水平地面上,将可视为质点的小球从顶点A在∠BAD所在范围内(包括边界)分别沿不同的水平方向抛出,落点都在A1B1C1D1平面范围内(包括边界).不计空气阻力,以地面为重力势能参考平面,g取10 m/s2.则( )
A. 小球落在B1点时,初速度为m/s,是抛出速度的最小值
B. 小球落在C1点时,初速度为m/s,是抛出速度的最大值
C. 落在B1D1线段上的小球,落地时机械能的最小值与最大值之比是1∶2
D. 轨迹与AC1线段相交的小球,在交点处的速度方向相同
如图所示,一足够长的光滑平行金属轨道,轨道平面与水平面成θ角,上端与一电阻R相连,处于方向垂直轨道平面向上的匀强磁场中.质量为m、电阻为r的金属杆ab,从高为h处由静止释放,下滑一段时间后,金属杆开始以速度v匀速运动直到轨道的底端.金属杆始终保持与轨道垂直且接触良好,轨道的电阻及空气阻力均可忽略不计,重力加速度为g.则( )
A. 金属杆加速运动过程中的平均速度为
B. 金属杆加速运动过程中克服安培力做功的功率大于匀速运动过程中克服安培力做功的功率
C. 当金属杆的速度为时,它的加速度大小为
D. 整个运动过程中电阻R和金属杆上产生的焦耳热为mgh-
如图所示,a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分.小球d位于O点正上方h处,且在外力F作用下处于静止状态,已知a、b、c三个小球的电荷量均为q,d球的电荷量为6q,h=R.重力加速度为g,静电力常量为k.则( )
A. 小球a一定带正电
B. 小球b的周期为
C. 小球c的加速度大小为
D. 外力F竖直向上,大小等于
如图所示,在同一水平面内有两根足够长的光滑水平金属导轨,间距为20 cm,电阻不计,其左端连接一阻值为10 Ω的定值电阻.两导轨之间存在着磁感应强度为1 T的匀强磁场,磁场边界虚线由多个正弦曲线的半周期衔接而成,磁场方向如图所示.一接入电阻阻值为10 Ω的导体棒AB在外力作用下以10 m/s的速度匀速向右运动,交流电压表和交流电流表均为理想电表,则( )
A. 电流表的示数是A
B. 电压表的示数是1 V
C. 导体棒运动到图示虚线CD位置时,电流表示数为零
D. 导体棒上消耗的热功率为0.1 W
2016年2月11日,美国科学家宣布探测到引力波的存在,引力波的发现将为人类探索宇宙提供新视角,这是一个划时代的发现.在如图所示的双星系统中,A、B两个恒星靠着相互之间的引力正在做匀速圆周运动,已知恒星A的质量为太阳质量的29倍,恒星B的质量为太阳质量的36倍,两星之间的距离L=2×105 m,太阳质量M=2×1030 kg,万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2.若两星在环绕过程中会辐射出引力波,该引力波的频率与两星做圆周运动的频率具有相同的数量级,则根据题目所给信息估算该引力波频率的数量级是( )
A. 102 Hz B. 104 Hz
C. 106 Hz D. 108 Hz