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【題目】如圖所示為研學(xué)小組的同學(xué)們用圓錐擺驗(yàn)證向心力表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)情景。將一輕細(xì)線上端固定在鐵架臺(tái)上,下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球,將畫有幾個(gè)同心圓周的白紙置于懸點(diǎn)下方的水平平臺(tái)上,調(diào)節(jié)細(xì)線的長度使小球自然下垂靜止時(shí)恰好位于圓心處。手帶動(dòng)小球運(yùn)動(dòng)使它在放手后恰能在紙面上方沿某個(gè)畫好的圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。調(diào)節(jié)平臺(tái)的高度,使紙面貼近小球但不接觸。
(1)若忽略小球運(yùn)動(dòng)中受到的阻力,在具體的計(jì)算中可將小球視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度為g;
①從受力情況看,小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受的向心力是____________(選填選項(xiàng)前的字母);
A.小球所受繩子的拉力
B.小球所受的重力
C.小球所受拉力和重力的合力
②在某次實(shí)驗(yàn)中,小球沿半徑為r的圓做勻速圓周運(yùn)動(dòng),用秒表記錄了小球運(yùn)動(dòng)n圈的總時(shí)間t,則小球做此圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小Fn=____________(用m、n、t、r及相關(guān)的常量表示)。用刻度尺測得細(xì)線上端懸掛點(diǎn)到畫有圓周紙面的豎直高度為h,那么對小球進(jìn)行受力分析可知,小球做此圓周運(yùn)動(dòng)所受的合力大小F=____________(用m、h、r及相關(guān)的常量表示);
③保持n的取值不變,改變h和r進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),可獲取不同時(shí)間t。研學(xué)小組的同學(xué)們想用圖像來處理多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)而驗(yàn)證小球在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)過程中,小球所受的合力F與向心力Fn大小相等。為了直觀,應(yīng)合理選擇坐標(biāo)軸的相關(guān)變量,使待驗(yàn)證關(guān)系是線性關(guān)系。為此不同的組員嘗試選擇了不同變量并預(yù)測猜想了如圖所示的圖像,若小球所受的合力F與向心力Fn大小相等,則這些圖像中合理的是__________(選填選項(xiàng)的字母);
(2)考慮到實(shí)驗(yàn)的環(huán)境、測量條件等實(shí)際因素,對于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作,下列說法中正確的是_________(選填選項(xiàng)前的字母);
A.相同體積的小球,選擇密度大一些的球可以減小空氣阻力對實(shí)驗(yàn)的影響
B.相同質(zhì)量的小球,選擇體積小一些的球有利于確定其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑
C.測量多個(gè)周期的總時(shí)間再求周期的平均值,有利于減小周期測量的偶然誤差
D.在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中必須測量出小球的質(zhì)量
(3)上述實(shí)驗(yàn)中小球運(yùn)動(dòng)起來后撤掉平臺(tái),由于實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中存在空氣阻力的影響,所以持續(xù)觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越來越小,經(jīng)過足夠長時(shí)間后,小球會(huì)停止在懸點(diǎn)正下方。若小球在運(yùn)動(dòng)中每轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)半徑變化均可忽略,即每一周都可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。請分析說明在小球做上述圓周運(yùn)動(dòng)的過程中,隨著細(xì)繩與豎直方向的夾角不斷減小,小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期是如何變化的_______;
(4)小明同學(xué)認(rèn)為:在擺角較小的條件下,單擺的周期和圓周擺的周期可以認(rèn)為相等,請推導(dǎo)證明小明的觀點(diǎn)是否成立________。
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【題目】(1)在測量電源的電動(dòng)勢E及內(nèi)阻r的實(shí)驗(yàn)中,按圖甲所示的電路圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn),閉合開關(guān),當(dāng)將滑動(dòng)變阻器的滑片由A端向B端逐漸滑動(dòng)時(shí),下列說法正確的是___
A.滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變大
B.電流表的示數(shù)變大
C.電壓表的示數(shù)變大
(2)由于電源的內(nèi)阻較小,現(xiàn)增加了一個(gè)阻值為1.00Ω的定值電阻R0,請用筆畫線代替導(dǎo)線,在圖乙中完成增加R0后的實(shí)物連線___,要求滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)變大。
(3)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,記錄電壓表和電流表的示數(shù),將記錄的數(shù)據(jù)描繪在圖丙所示的方格紙上,可求得電動(dòng)勢E=___V、內(nèi)阻r=____Ω。(結(jié)果均保留兩位小數(shù))
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【題目】水平地面上固定一光滑圓弧軌道,軌道下端的水平面與小車 C 的上表面平滑連接(如圖所示),圓弧軌道上有一個(gè)小滑塊A,質(zhì)量為mA=4kg,在距圓弧軌道的水平面高h=1.8 m 處由靜止下滑,在小車C的最左端有一個(gè)質(zhì)量mB=2kg的滑塊B,滑塊A與B均可看做質(zhì)點(diǎn),滑塊A與B碰撞后粘在一起,已知滑塊 A、B 與車C的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,車 C與水平地面的摩擦忽略不計(jì).取 g=10 m/s2.求:
(1)滑塊A與B碰撞后瞬間的共同速度的大;
(2)若小車長0.64米,且滑塊 A、B 恰好沒有從小車上滑下,求小車的質(zhì)量。
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【題目】宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng),通常可忽略其他星體對它們的引力作用,F(xiàn)已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式:一種是三顆星位于同一直線上,兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行;另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,并沿外接于等邊三角形的圓軌道運(yùn)行。設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為m,引力常量為G。
(1)試求第一種形式下,星體運(yùn)動(dòng)的線速度大小。
(2)假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動(dòng)周期相同,第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少?
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【題目】麥克斯在前人研究的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造性地建立了經(jīng)典電磁場理論,進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系。他大膽地假設(shè):變化的電場就像導(dǎo)線中的電流一樣,會(huì)在空間產(chǎn)生磁場,即變化的電場產(chǎn)生磁場。以平行板電容器為例:圓形平行板電容器在充、放電的過程中,板間電場發(fā)生變化,產(chǎn)生的磁場相當(dāng)于一連接兩板的板間直導(dǎo)線通以充、放電電流時(shí)所產(chǎn)生的磁場。如圖所示,若某時(shí)刻連接電容器的導(dǎo)線具有向上的電流,則下列說法中正確的是( 。
A.電容器正在放電
B.兩平行板間的電場強(qiáng)度E在增大
C.該變化電場產(chǎn)生順時(shí)針方向(俯視)的磁場
D.兩極板間電場最強(qiáng)時(shí),板間電場產(chǎn)生的磁場達(dá)到最大值
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【題目】圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖,兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場,A為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸OO′沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),從圖甲所示位置開始計(jì)時(shí),產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。下列說法正確的是( 。
A.電流表的示數(shù)為20A
B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50π rad/s
C.t=0.01s時(shí),穿過線圈的磁通量為零
D.t=0.02s時(shí),線圈平面與磁場方向垂直
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【題目】輕繩一端固定在天花板上,另一端系一個(gè)小球,開始時(shí)繩豎直,小球與一個(gè)傾角為θ的靜止三角形物塊剛好接觸,如圖所示,F(xiàn)在用水平力F向左非常緩慢的推動(dòng)三角形物塊,直至輕繩與斜面平行,不計(jì)一切摩擦。在該過程中,下列說法中正確的是( )
A.繩中拉力先變小后增大
B.斜面對小球的彈力不做功
C.地面對三角形物塊的支持力一直增大
D.水平推力F做的功大于小球機(jī)械能的增加
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【題目】在如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢為E、內(nèi)電阻為r,電容器的電容為C,燈泡L的燈絲電阻不隨溫度變化,電壓表和電流表均為理想電表。閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,緩慢減小電阻箱R接入電路中的阻值,與調(diào)節(jié)電阻箱之前相比,電壓表示數(shù)變化量的絕對值為,在這個(gè)過程中電路中所有器件均不會(huì)被損壞,下列說法中正確的是( )
A.燈泡L將變亮
B.電壓表和電流表的示數(shù)都將變大
C.電源兩端電壓變化量的絕對值將大于
D.電容器所帶電荷量增加,增加量大于
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【題目】如圖,等離子體以平行兩極板向右的速度v=100m/s進(jìn)入兩極板之間,平行極板間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,兩極板間的距離為10cm,兩極板間等離子體的電阻r=1Ω。小波同學(xué)在玻璃皿的中心放一個(gè)圓柱形電極接電路中B點(diǎn),沿邊緣放一個(gè)圓環(huán)形電極接電路中A點(diǎn)后完成“旋轉(zhuǎn)的液體”實(shí)驗(yàn)。若蹄形磁鐵兩極間正對部分的磁場視為勻強(qiáng)磁場,上半部分為S極, R0=2.0Ω,閉合開關(guān)后,當(dāng)液體穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)電壓表(視為理想電壓表)的示數(shù)恒為2.0V,則
A.玻璃皿中的電流方向由中心流向邊緣
B.由上往下看,液體做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)
C.通過R0的電流為1.5A
D.閉合開關(guān)后,R0的熱功率為2W
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【題目】2017年10月10日,中國科學(xué)院國家天文臺(tái)宣布,科學(xué)家利用被譽(yù)為“天眼”的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡——500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡()探測到數(shù)十個(gè)優(yōu)質(zhì)脈沖星候選體,其中兩顆已通過國際認(rèn)證。這是中國人首次利用自己獨(dú)立研制的射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星。脈沖星是中子星的一種,是會(huì)發(fā)出周期性脈沖信號(hào)的星體。與地球相似,脈沖星也在自轉(zhuǎn)著,并且有磁場,其周圍的磁感線分布如圖所示。脈沖是由于脈沖星的高速自轉(zhuǎn)形成,只能沿著磁軸方向從兩個(gè)磁極區(qū)輻射出來;脈沖星每自轉(zhuǎn)一周,地球就接收到一次它輻射的脈沖。結(jié)合上述材料,下列說法正確的是( )
A.脈沖信號(hào)屬于機(jī)械波
B.脈沖星的磁軸與自轉(zhuǎn)軸重合
C.脈沖的周期等于脈沖星的自轉(zhuǎn)周期
D.若脈沖星是質(zhì)量分布均勻的球體,那么它表面各處重力加速度的大小都相等
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