考点:力合成的平行四边形定则实验探究
如图是磁带录音机的磁带盒的示意图,A、B为缠绕磁带的两个轮子,两轮的半径均为r,在放音结束时,磁带全部绕到了B轮上,磁带的外缘半径R=3r,现在进行倒带,使磁带绕到A轮上。倒带时A轮是主动轮,其角速度是恒定的,B轮是从动轮,经测定,磁带全部绕到A轮桑需要时间为t,从开始倒带到A、B两轮的角速度相等的过程中,磁带的运动速度 ▲
t(填“变大”、“变小”或“不变”),所需时间 ▲ 2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】变大 大于 【解析】
试题分析:A和B两个转动轮通过磁带连在一起,线速度相等,A轮是主动轮,其角速度是恒定的,随着磁带逐渐绕在A轮上,A轮的半径逐渐变大,线速度
vA??RA逐渐变大,B
?B?轮上面的的磁带逐渐减少,角速度
vBvA?A?RA??RBRBRB当角速度相等时,两个磁带轮
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的半径相等,即刚好有一半的磁带倒在A轮上,由于线速度逐渐变大,剩下的一半磁带将比
t前一半磁带用时间短,所以从开始倒带到A、B两轮的角速度相等的过程中,所用时间大于2。
考点:圆周运动
如图所示,水平板上有质量m=1.0kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小。已知9s末的速度为9.5m/s,取重力加速度g=10m/s2。则4s末物块的加速度的大小为 ▲ ,4s~9s内合外力对物块做功为 ▲ 。
如图,ABCD是一个正方形的匀强磁场区域,经相等加速电压加速后的甲、乙两种带电粒子
分别从A、D射入磁场,均从C点射出,已知则它们的速率
。
v甲:v乙? ▲ ,它们通过该磁场所用时间
t甲:t乙? ▲ 。
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【答案】
v甲:v乙=1:2 2:1
如图所示,一物体m在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动,经时间t力F做功为60J,此后撤去力F,物体又经过时间t回到出发点,若以地面为零势能面,物体回到出发点的动能为 ▲ ;撤去力F时物体的重力势能为 ▲ 。
]
【答案】60J 45J 【解析】
试题分析:物体沿光滑斜面向上运动一直到回到出发点的过程,只有恒力F做功,根据动能定理,回到出发点的动能度大小为
Ek?0?WF?60J。设力F撤去时速度大小为
v1,返回地面后速
v2,力F撤去前为匀变速直线运动,撤去后仍是匀变速直线运动,则有位移
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v1v?(?v2)t??1tv?2v122,整理得2,即力F撤去时物体动能为1111mv12?mv22??60J?15J2244,根据动能定理,在力F撤去前,60J?mgh?15J,
所以撤去力F时物体的重力势能为mgh?45J。
考点:动能定理 匀变速直线运动
分析、计算题(本题共4小题,每小题10分,共40分)
要精确测量一个阻值约为5Ω的电阻丝Rx,实验室提供下列器材: 电流表A:量程100mA,内阻r1约为4Ω; 电流表G:量程500μA,内阻r2=750Ω; 电压表V:量程10V,内阻r3约为10kΩ; 滑动变阻器R0:阻值约为20Ω; 电池E:电动势E=1.5V,内阻很小; 电建K,导线若干。
(1)选出适当器材,并在答题卷方框内连接实物图;
(2)请指出需要测量的物理量,并写出电阻丝阻值的表达式。
【答案】(1)实物连接图如下 (2)需要测量的物理量为电流表A的读数
I1,电流表G
I2r2II?I2
的读数2 1
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如图甲所示,发光竹蜻蜓是一种常见的儿童玩具,它在飞起时能够发光。某同学对竹蜻蜓的电路作如下简化:如图乙所示,半径为L的金属圆环绕垂直于圆环平面、通过圆心O的金属轴O1O2以角速度ω匀速转动,圆环上接有电阻均为r的三根导电辐条OP、OQ、OR,辐条互成120°角。在圆环内,圆心角为120°的扇形区域内存在垂直圆环平面向下磁感应强度为B的匀强磁场,在转轴O1O2与圆环的边缘之间通过电刷MN与一个LED灯(可看成二极管,发光时,电阻为r)。圆环及其它电阻不计,从辐条OP进入磁场开始计时。
顺磁感线方向看,圆盘绕O1O2轴沿什么方向旋转,才能使LED灯发光?在不改变玩具结构的情况下,如何使LED灯发光时更亮?
在辐条OP转过60°的过程中,求通过LED灯的电流; 求圆环每旋转一周,LED灯消耗的电能。
BL?2B2L4??【答案】(1)逆时针 增大角速度 (2)8r (3)32r
【解析】 试题分析:(1)圆环转动过程,始终有一条导电辐条在切割磁感线,产生感应电动势,并通过M.N和二极管构成闭合回路。由于二极管的单向导电性,只有转轴为正极,即产生指向圆心的感应电流时二极管才发光,根据右手定则判断,圆盘逆时针旋转。
要使得LED灯发光时更亮,就要使感应电动势变大,即增大转速增大角速度?。
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