(15分)重庆洋人街有一项惊险刺激的游戏项目高空滑索,游戏者通过绳索悬挂在滑车下,滑车跨在两根钢缆上从高处向下滑去,如图所示.若下滑过程中的某一段可看作人与滑车一起沿钢缆匀速下滑,下滑的速度为15m/s,此段钢缆的倾角为30°,人和滑车的总质量为75kg,空气阻力的大小满足f=kv2,其中v为下滑速度,k为常数,忽略滑车和钢缆间的摩擦,重力加速度取10m/s2,求: (1)钢缆对滑车的力的大小和方向 (2)k的数值 (3)整体所受重力的功率.
(13分)直流电动机在传感和控制中有着广泛应用.为了探究电动机的伏安特性,某同学找到一只带风扇的玩具电动机,他实验的实物示意图如图1所示,其中,图中M为电动机,电流表和电压表都视为理想电表. ①闭合电键S前,滑动变阻器R的滑动头应置于最______(填“左”或“右”)端。闭合电键S后,发现无论如何调节滑动变阻器R的滑动头,电动机都会转动,则可以判断导线_____(选填“①”, “②”,…,“⑧”)断路; ②排除故障后,测量得到电动机的U﹣I,图线如图2所示。通过图线可以求得该电动机内部线圈的电阻为______Ω; ③实验一:将电动机取下,接在一节电动势为1.50V、内阻为0.50Ω的干电池两级间,则通过电路中的电流应为_______A; ④实验二:将实验一中完全相同的三节干电池串联,接上该电动机上稳定后,该电动机消耗的功率为________W,其效率为________%(计算结果保留两位有效数字).
(6分)我国在小型无人机的研制和应用上取得了重大进展,许多小型无人机常常采用橡皮筋弹射起飞(如图1所示).某课外活动小组也对此{民感兴趣,大家搜集资料,最后用小车代替无人机做了如图2所示的实验.他们让被拉长的橡皮筋对光滑水平面上的小车做功,使小车由静止获得一定的速度v,并用打点计时器测出.如果增加橡皮筋的条数n,由________定理(定律)知,小车获得的速度将增大。用坐标图线表达n与v的关系时,设横轴为n,为了得到一条直线,纵轴应为______(选填“”、“”或“”).实际上无人机起飞过程会受到空气阻力,因此用无人机做实验,得到上述坐标图线将不再是直线,其斜率将会_______(选填“增大”或“减小”).
如图所示的正四面体四个顶点固定有电荷量为q的点电荷,其中A、C两点为正电荷,B、D两点为负电荷,a、b、c三点分别是AB边、AC边、AD边的中点,则下列关于a、b、c三点电势和电场强度的判断中正确的是 A.a、b两点的电势相等 B.a、c两点的电势相等 C.a、c两点的场强相同 D.a、b两点的场强相同
月球是地球唯一的天然卫星,其绕地运行的线速度大小为v1,角速度大小为ω1,轨道半径为r1,向心加速度大小为a1;地球同步卫星的线速度大小为v2,角速度大小为ω2,轨道半径为r2,向心加速度大小为a2.则下列判断正确的是 A.v1>v2 B.ω1>ω2 C.a1<a2 D.r1<r2
一群氢原子处于n=4的激发态,当其向低能级跃迁时,可以放出的光子频率共有 A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
(14分)如图所示,在一底边长为2L,θ=45°的等腰三角形区域内(O为底边中点)有垂直纸面向外的匀强磁场.现有一质量为m,电量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从O点垂直于AB进入磁场,不计重力与空气阻力的影响. (1)粒子经电场加速射入磁场时的速度? (2)磁感应强度B为多少时,粒子能以最大的圆周半径偏转后打到OA板? (3)增加磁感应强度的大小,可以再延长粒子在磁场中的运动时间,求粒子在磁场中运动的极限时间.(不计粒子与AB板碰撞的作用时间,设粒子与AB板碰撞前后,电量保持不变并以相同的速率反弹)
(10分)光滑水平面上静置两个小木块A和B,其质量分别为mA=150g、mB=200g,它们中间用一根轻质弹簧相连,弹簧处于原长状态。一颗水平飞行的子弹质量为m=50g,以v0=400m/s的速度在极短时间内打入木块A并镶嵌在其中,求系统运动过程中弹簧的最大弹性势能。
(12分)如图,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一质量m=1.0kg的小球。现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点。地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0 m,B点离地高度H=1.0 m,A、B两点的高度差h=0.5 m,重力加速度g取10m/s2,不计空气影响, (1)地面上DC两点间的距离s; (2)轻绳在B点所受的拉力大小。
在“测定直流电动机的效率”实验中,用如图(a)所示的电路测定一个额定电压为6V、额定功率为3W的直流电动机的机械效率。 (1)请根据图(a)完成图(b)中的实物图;
(2)实验中保持电动机两端电压U恒为6V,重物每次匀速上升的高度h均为1.5m,所测物理量及测量结果如下表所示:
计算电动机效率η的表达式为______________(用题目中的符号表示),第1次实验中电动机的工作效率为_______________。(保留三位有效数字) (3)在第5次实验中,电动机的输出功率是___________;可估算出电动机线圈的电阻为_____________Ω。
如图所示为研究小球的平抛运动时拍摄的闪光照片的一部分,其背景是边长为5cm的小方格,重力加速度g取10 m/s2。由图可知小球从A点运动到B点经历的时间_______(填“小于”、“等于”或“大于”)从B点运动到C点经历的时间;照相机的闪光频率为________Hz;小球抛出时的初速度大小为________ m/s。
某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的。某次测试中,汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机,测出了汽车动能Ek与位移x的关系图像如图,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线。已知汽车的质量为1000kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计。根据图像可求出( ) A.汽车行驶过程中所受地面的阻力为1000N B.汽车的额定功率为80kW C.汽车加速运动的时间为22.5s D.汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105J
如图所示的装置,用两根细绳拉住一个小球,两细绳间的夹角为θ,细绳AC呈水平状态。现将整个装置在纸面内顺时针缓慢转动,共转过90。在转动的过程中,CA绳中的拉力F1和CB绳中的拉力F2的大小发生变化,即( ) A.F1先变大后变小 B.F1先变小后变大 C.F2逐渐减小 D.F2最后减小到零
如图为质量相等的两个质点A、B在同一直线上运动的v-t图像。由图可知 ( ) A.在t时刻两个质点在同一位置 B.在t时刻两个质点速度相等 C.在0-t时间内质点B比质点A位移大 D.在0-t时间内合外力对两个质点做功相等
如图所示,一理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=4∶1,原线圈ab间接一电压为的交流电源,灯泡L标有“36 V 18 W”,当滑动变阻器R的滑片处在某位置时,电流表示数为0.25 A,灯泡L刚好正常发光,则 ( ) A.滑动变阻器R消耗的功率为36W B.定值电阻R0的电阻为19Ω C.流过灯泡L的交变电流频率为25Hz D.将滑动变阻器R的滑片向上滑时,灯泡L的亮度变暗
如图所示,水平光滑绝缘杆从物体A中心的孔穿过,A的质量为M,用绝缘细线将另一质量为m的小球B与A连接,M>m,整个装置所在空间存在水平向右的匀强电场E。现仅使B带正电且电荷量大小为Q,发现A、B一起以加速度a向右运动,细线与竖直方向成α角。若仅使A带负电且电荷量大小为Q′,则A、B一起以加速度a′向左运动时,细线与竖直方向也成α角,则( )
A.a′=a,Q′=Q B.a′>a,Q′=Q C.a′<a,Q′<Q D.a′>a,Q′>Q
人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2,设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2,则( ) A. B. C. D.
一条船要在最短时间内渡过宽为100 m的河,已知河水的流速v1与船离河岸的距离s变化的关系如图甲所示,船在静水中的速度v2与时间t的关系如图乙所示,则以下判断中正确的是 ( ) A. 船渡河的最短时间是25 s B. 船运动的轨迹可能是直线 C. 船在河水中的加速度大小为0.4 m/s2 D. 船在河水中的最大速度是5 m/s
物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步,下列说法中正确的是( ) A.光电效应和康普顿效应是光的波动性的有力证据 B.亚里士多德发现了力是改变物体运动状态的原因 C.安培首先发现了电流的磁效应,并总结出了安培左手螺旋定则 D.相对论的创立表明经典力学有局限性
如图所示,小车质量为M=2kg,木块质量为m=0.5kg,静止在光滑水平地面上,t=0时刻给小车施加一个大小为F=20N的水平外力,拉动小车向右运动.木块和小车之间的动摩擦因数为μ=0.4,小车长度为10m,(g=10m/s2) 求:(1)木块和小车的加速度分别为多大? (2)经多长时间木块离开小车。
如图所示,质量为4 kg的物体静止在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,t=0时物体受到大小为20 N与水平方向成37°角斜向上的拉力F作用,沿水平面做匀加速运动,拉力作用4s后撤去,(g取10 m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8) 求:(1)撤去拉力时物体的速度大小。 (2)物体从出发到停止的总位移大小。
如图所示,A、B、C三个物体如图所示连接,整体处于静止状态,C与地面接触,B的上表面光滑,倾角为,已知mB=m,mC=mA=2m, 求:(1)C受到地面的支持力为多大? (2)B受到地面的摩擦力的大小和方向?
如图所示,质量为m的A球和质量为2m的B球用挡板挡住,静止在光滑斜面上,斜面倾角为,A球左边的挡板竖直,B球左边挡板垂直斜面, 求:(1)斜面对A球和B球的支持力之比? (2)挡板对A球和对B球的支持力之比。
如图所示,一质点从地面以一定的初速度竖直向上抛出,连续两次通过其上方一点P的时间为4s,已知P点距地面为10m,g=10m/s2, 求:(1)该质点抛出时的初速度 (2)该质点在运动过程中距离地面最高为多少? (3)该质点最后1s内的位移大小。
一质点从距离地面45m的高度自由下落,重力加速度g=10m/s2, 求: (1)质点落地时的速度 (2)下落过程中质点的平均速度 (3)最后1s内质点走过的位移大小
某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验. (1)在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持 状态. (2)他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线,由此图线可得该弹簧的原长x0= cm,劲度系数k= N/m. (3)他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该弹簧的长度x= cm.
某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度. (1)电磁打点计时器是一种使用________(选填“交流”或“直流”)电源的计时仪器,它的工作电压是4~6 V,当电源的频率为50 Hz时,它每隔________s打一次点. (2)使用打点计时器时,接通电源与让纸带随小车开始运动这两个操作过程的操作顺序应该是( ) A.先接通电源,后释放纸带 B.先释放纸带,后接通电源 C.释放纸带的同时接通电源 D.哪个先,哪个后都可以 (3)实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带,如图所示,纸带上按时间顺序取A、B、C、D四个计数点,每两个点之间还有四个点未画出,用尺子测得相邻各点间的距离为x1=3.62 cm,x2=4.75 cm,x3=5.88 cm.根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动,理由是______________________________________________(请用文字描述);在计数点C所代表的时刻,纸带运动的瞬时速度是________m/s,小车的加速度是________m/s2(以上两空小数点后保留两位数字).
如图所示,用一根长为的细绳一端固定在点,另一端悬挂质量为的小球,为使细绳与竖直方向夹300角且绷紧,小球A处于静止,则需对小球施加的力可能等于( ) A. B. C. D.
下图为某同学探究物体加速度与合力、质量关系实验时,利用测量的数据绘出的a-F图象,根据图象可知( ) A.图1不过原点可能是没有平衡摩擦力 B.图2的物体质量大于图1对应的物体质量 C.图2不过原点一定是作图错误导致 D.图1线末端弯曲是因为改变拉力F时没有平衡摩擦力导致
如图所示,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块;木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在箱顶上,若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在此段时间内,木箱的运动状态可能为( ) A.加速下降 B.加速上升 C.减速上升 D.减速下降
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