摘要:11.某同学在资料上发现弹簧振子的周期公式为.弹簧的弹性势能公式为成(式中k为弹簧的劲度系数.m为振子的质量.x为弹簧的形变量).为了验证弹簧的弹性势能公式.他设计了如图甲所示的实验:轻弹簧的一端固定在水平光滑木板一端.另一端连接一个质量为M的滑块.滑块上竖直固定一个挡光条.每当挡光条挡住从光源A发出的细光束时.传感器B因接收不到光线就产生一个电信号.输入电脑后经电脑自动处理就能形成一个脉冲电压波形,开始时滑块静止在平衡位置恰好能挡住细光束.在木板的另一端有一个弹簧枪.发射出质量为m.速度为v0的弹丸.弹丸击中木块后留在木块中一起做简谐振动.⑴系统在振动过程中.所具有的最大动能Ek= ▲ ▲ ▲ ,⑵系统振动过程中.在电脑上所形成的脉冲电压波形如图乙所示.由图可知该系统的振动周期大小为:T= ▲ ▲ ▲ ,⑶如果再测出滑块振动的振幅为A.利用资料上提供的两个公式求出系统振动过程中弹簧的最大弹性势能为:Ep= ▲ ▲ ▲ ,通过本实验.根据机械能守恒.如发现Ek=Ep.即验证了弹簧的弹性势能公式的正确性.

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选择题。共40分,1-5题只有一个选项正确,选对的得4分,选错或不答的得0分;6-10题,选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

C

B

D

C

B

AC

BC

AD

BD

BD

 

11.(9分)(1) (3分)     (2)2T0 (3分)    (3)(或) (3分)

12.(11分)(1)电压表V2 (3分)    (2)电阻R3=20Ω  (4分)   (3)E=6V (4分)

13.(14分)设汽车所受阻力与车所受重力的比例系数为k,则空载时汽车所受阻力为:

f0 = km0g ……………………………………………………………………………………(2分) 

当汽车达到最大速度v0时,牵引力F0 = f0

可得汽车的额定功率P=F0v0km0gv0……………………………………………………(4分)

  同理,当汽车载货时:

     P = km0mgvm ………………………………………………………………………(4分) 

  解得: ……………………………………………………………………(4分)

 

14、(14分)他们的解法都不对。………………………………(4分)

   设摩托车的加速时间为t,且正好用时t0=3min追上汽车,则有:

    ……………………………………………………………(5分)

得  …………………………………………………………………………(3分)

所以摩托车的最小加速度大小为  m/s2 ……………………………(2分)

15.(15分)

⑴激光束a、b经过玻璃砖的折射光路图如图所示:……………………………………(4分)

 

 

 

 

 

 

 

如图,     得…………………………………………………(2分)

激光束b,在O点有:  得 ……………    ……………………(2分)

又     得

激光束a,在C点有:       得

E点    得………………………………………(2分)

  由′,两束光射出后应平行,故不相交。

⑵在△CDO中,

在△CDE中,

在△EFO中,……………………………(5分)

所以,光束a射出玻璃砖后与x轴交点的坐标为(,0)

16.(15分)

 ⑴当金属棒abcd的速度相同时,对它们构成的系统,

F=ma+2ma  …………………………………………………………………………(2分)

得加速度 ………………………………………………………………………(3分)

⑵当金属棒ab的速度是金属棒cd的速度的2倍时,即  vab=2vcd

  对金属棒ab,由牛顿第二定律得

  …………………………………………………………(3分)

得      ………………………………………………(3分)

⑶对系统,由动量定理: ………………………………………………(2分)

得: …………………………………………………………(2分)

17.(16分)

 ⑴如图,电荷从A点匀加速运动运动到x轴的C点的  

过程:位移sAC=m

加速度  = m/s2…(3分)

  时间   s ………………(2分)

⑵电荷到达C点的速度为

m/s ………………(2分)

   速度方向与x轴正方向成45°角,在磁场中运动时

  由  

 得m ………………………………………………(4分)

即电荷在磁场中的偏转半径为m

⑶轨迹圆与x轴相交的弦长为m,所以电荷从坐标原点O再次进入电场中,且速度方向与电场方向垂直,电荷在电场中作类平抛运动,运动过程中与x轴第三次相交时的位移方向角为45°,设运动的时间为t′,则:

           间s=

t′=2×10-6s  ………………………………………………………………(2分)

s=vt=m         

m ……………………………………………………………(3分)

即电荷第三次到达x轴上的点的坐标为(8,0)

 

18.(16分)

⑴小球与滑块相互作用过程中沿水平方向动量守恒:

               …………………………………………………………(3分)

又因为系统机械能守恒: …………………………………(3分)

得     …………………………………………(2分)

⑵当金属小球通过A点时,沿导轨方向金属小球与金属滑块具有共同速度v,沿A点切线方向的速度为v′,由动量和能量守恒得

 ………………………………………………………………(2分)

 ………………………………………………(2分)

解得 ……………………………………………………(2分)

由牛顿第二定律得………………………………………………(2分)

即为对金属块的作用力大小为

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