20．演示位移傳感器的工作原理如圖甲所示，物體M在導軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬桿P，通過理想電壓表顯示的數(shù)據(jù)來反映物體的位移x．設電源電動勢為E，內阻不計，滑動變阻器的長度為L，物體M以O為平衡位置做簡諧運動（取向右為正方向），振幅為$\frac{L}{2}$，物體經過O時P恰好位于滑動變阻器的中點，圖乙是電壓表的示數(shù)U隨時間t的變化圖象．關于t1時刻物體M的運動情況，下列說法正確的是（　�。�
A．物體M具有正方向的最大速度
B．物體M的速度為負方向且正在減小
C．物體M的加速度為零
D．物體M的加速度為負方向且正在增大

分析 根據(jù)電壓的變化情況，判斷物體的運動方向，結合簡諧運動的特點：加速度方向始終指向平衡，就能分析物體的速度和加速度的方向及大小變化．由U-t圖讀出t1時刻的電壓，確定物體的位置后結合簡諧運動的特點分析．

解答 解：A、B、在t1時刻，電壓為$\frac{1}{2}$E，且正在增加；故物體在平衡位置，且向右運動；平衡位置速度最大，題中以向右為正，故物體M具有正方向的最大速度，故A正確，B錯誤；
C、D、物體在平衡位置，位移x=0，回復力F=-kx=0，故加速度為零，故C正確，D錯誤；
故選：AC．

點評 本題是力電綜合題，既要研究電壓如何變化，又要研究簡諧運動的特點，更要抓住它們之間的聯(lián)系，同時還要通過牛頓第二定律分析加速度與合外力之間的關系．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

2．利用打點計時器研究小車變速直線運動的實驗，得到如圖1所示的一條紙帶，在紙帶上共取了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出．從每一個計數(shù)點處將紙帶剪開分成五條（分別叫a、b、c、d、e），將這五條紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xoy坐標系中，得到如圖2所示的直方圖．最后將紙條上端中心連起來，于是得到表示v-t關系的圖象．已知打點計時器的工作頻率為50Hz．

（1）為了表示v-t關系，圖中的x軸對應的物理量是時間t，y軸對應的物理量是速度v．若紙條C的長度為5.0cm，則圖中t3為0.25s，v3為0.50m/s；因為紙條上端中心連線是一條傾斜直線，所以可以直觀的看出小車是做勻變速直線運動；
（2）在紙帶未剪斷時，量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為sAB=4.22cm、sBC=4.65cm、sCD=5.08cm、sDE=5.49cm、sEF=5.91cm．則小車的加速度a=0.42m/s2，打下D點時小車的速度為0.53m/s（結果保留2位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．如圖所示，把一個帶正電的小球放入原來不帶電的金屬空腔球殼內并接觸，其結果可能是（　�。�
A．球殼的內、外表面都帶正電
B．只有球殼外表面帶正電
C．球殼的內表面帶正電，外表面帶負電
D．球殼的內表面帶負電，外表面帶正電

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

8．有兩根不同材料的金屬絲，甲的長度、橫截面積及電阻率都是乙的二倍，求：
（1）把它們并聯(lián)在電路中，甲乙消耗的電功率之比是多少？
（2）把它們串聯(lián)在電路中，甲乙消耗的電功率之比是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

15．某學校興趣小組的同學在研究彈簧彈力的候，測得彈力的大小F和彈簧長度L關系如圖所示，試由圖線確定：
（1）彈簧的勁度系數(shù)200N/m．
（2）彈簧伸長0.1米時，彈力的大小20N．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

5．如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機，是英國數(shù)學家和物理學家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學實驗裝置，用來研究勻變速直線運動的規(guī)律．某同學對該裝置加以改進后用來驗證機械能守恒定律，如圖乙所示．

（1）實驗時，該同學進行了如下步驟：
①將質量均為M（A的含擋光片、B的含掛鉤）的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止狀態(tài)，測量出擋光片中心（填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”）到光電門中心的豎直距離h．
②在B的下端掛上質量為m的物塊C，讓系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）中的物體由靜止開始運動，光電門記錄擋光片擋光的時間為△t．
③測出擋光片的寬度d，計算有關物理量，驗證機械能守恒定律．
（2）如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機械能守恒，應滿足的關系式為mgh=$\frac{1}{2}$（2M+m）（$\fracrzo2hf2{△t}$）2（已知重力加速度為g）
（3）引起該實驗系統(tǒng)誤差的原因有繩子有質量；或滑輪與繩子有摩擦；或重物運動受到阻力作用（寫一條即可）．
（4）驗證實驗結束后，該同學突發(fā)奇想：如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機械能守恒，不斷增大物塊C的質量m，重物B的加速度a也將不斷增大，那么a與m之間有怎樣的定量關系？a隨m增大會趨于一個什么值？請你幫該同學解決：
①寫出a與m之間的關系式：a=$\frac{mg}{2M+m}$（還要用到M和g）；
②a的值會趨于重力加速度g．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

12．圖甲為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖，砂和砂桶的總質量為m，小車和砝碼的總質量為M，實驗中用砂和砂桶的總重力的大小作為細線對小車拉力的大小．

（1）實驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調節(jié)長木板一端滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下還需要進行的一項操作是B．
A．將長木板水平放置，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．
B．將長木板的一端墊起適當?shù)母叨�，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．
C．將長木板的一端墊起適當?shù)母叨�，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動．
（2）實驗中要進行質量m和M的選取，以下最合理的一組是C
A．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
（3）圖乙是實驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出．量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為：SAB=4.22cm、SBC=4.65cm、SCD=5.08cm、SDE=5.49cm、SEF=5.91cm、SFG=6.34cm．已知打點計時器的工作頻率為50Hz，則a=0.42m/s2（結果保留兩位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

9．“嫦娥”三號探測器發(fā)射到月球上要經過多次變軌，最終降落到月球表面上，其中軌道I為圓形，軌道Ⅱ為橢圓．下列說法正確的是（　�。�
A．探測器在軌道Ⅰ的運行周期大于在軌道Ⅱ的運行周期
B．探測器在軌道Ⅰ經過P點時的加速度小于在軌道Ⅱ經過P時的加速度
C．探測器在軌道Ⅰ運行時的加速度大于月球表面的重力加速度
D．探測器在軌道Ⅱ上關閉火箭發(fā)動機靠近月球時處于完全失重狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．如圖甲，在水平地面上固定一傾角為θ的光滑絕緣斜面，斜面處于電場強度大小為E、方向沿斜面向下的勻強電場中．一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài)．一質量為m、帶電量為q（q＞0）的滑塊從距離彈簧上端為s0處靜止釋放，滑塊在運動過程中電量保持不變，設滑塊與彈簧接觸過程沒有機械能損失，彈簧始終處在彈性限度內，重力加速度大小為g．

（1）求滑塊從靜止釋放到與彈簧上端接觸瞬間所經歷的時間t1
（2）若滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中最大速度大小為vm，求滑塊從靜止釋放到速度大小為vm過程中彈簧的彈力所做的功W；
（3）從滑塊靜止釋放瞬間開始計時，請在乙圖中畫出滑塊在沿斜面向下運動的整個過程中速度與時間關系v-t圖象．圖中橫坐標軸上的t1、t2及t3分別表示滑塊第一次與彈簧上端接觸、第一次速度達到最大值及第一次速度減為零的時刻，縱坐標軸上的v1為滑塊在t1時刻的速度大小，vm是題中所指的物理量．（本小題不要求寫出計算過程）

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