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图9-40所示为某一质点的振动图像,由图可知,在
和
两个时刻,质点振动的速度
、
与加速度
、
的关系为( )
A.
,方向相同
B.
,方向相反
C.
,方向相同
D.
,方向相反
试题答案
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A、D
时刻质点向下向平衡位置运动,
时刻质点向下远离平衡位置,故
与
方向相同,由于
,所以
,A对。在
和
时刻,质点离开平衡位置的位移方向相反,因而回复力方向相反,加速度方向相反,但
,
时间回复力大于
时回复力,故
,D对。
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(2007?肇庆二模)某研究性学习小组,为了探索航天器球形返回舱穿过大气层时所受空气阻力(风力)的影响因素,进行了模拟实验研究.如图为测定风力的实验装置图,其中CD是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝,电阻丝电阻较大;一质量和电阻都不计的细长细长裸金属丝一端固定于O点,另一端悬挂球P,无风时细金属丝竖直,恰与电阻丝在C点接触,OC=H;有风时金属丝将偏离竖直方向,与电阻丝相交于某一点(如图中虚线所示).细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触.
(1)已知电源的电动势为E,内阻不计,理想电压表两接线柱分别与O点和C点相连,球P的质量为m,重力加速度为g,由此可以推得风力大小F与电压表示数的关系式为F=
mgL
EH
U
mgL
EH
U
.
(2)研究小组的同学猜想:风力大小F可能与风速大小v和球半径r这两个因素有关,于是他们进行了如下的实验:
实验一:使用同一球,改变风速,记录了在不同风速下电压表的示数.
表一 球半径r=0.50cm
风速(m/s)
10
15
20
30
电压表示数(V)
2.40
3.60
4.81
7.19
由表一数据可知:在球半径一定的情况下,风力大小与风速的关系是
风力大小与风速成正比
风力大小与风速成正比
.
实验二:保持风速一定,换用同种材料、不同半径的实心球,记录了在球半径不同情况下电压表的示数.
表二 风速v=10m/s
球半径(cm)
0.25
0.50
0.75
1.00
电压表示数(V)
9.60
2.40
1.07
0.60
由表二数据可知:在风速一定的情况下,风力大小与球半径的关系是
成正比
成正比
.(球体积公式V=
4
3
π
r
3
)
(3)根据上述实验结果可知风力的大小F与风速大小v、球半径r的关系式为
F=kvr,式中k为常数
F=kvr,式中k为常数
.
(1)有一游标卡尺,主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度.用它测量一小球的直径,如图1甲所示的读数是
mm.用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图1乙所示的读数是
mm.
(2)某同学用如图2所示装置“研究物体的加速度与外力关系”,他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处,调节气垫导轨水平后,用重力为F的钩码,经绕过滑轮的细线拉滑块,每次滑块从同一位置A由静止释放,测出遮光条通过光电门的时间t.改变钩码个数,重复上述实验.记录的数据及相关计算如下表.
实验次数
1
2
3
4
5
F/N
0.49
0.98
1.47
1.96
2.45
t/(ms)
40.4
28.6
23.3
20.2
18.1
t
2
/(ms)
2
1632.2
818.0
542.9
408.0
327.6
1
t
2
/[×10
-4
(ms)
-2
]
6.1
12.2
18.4
24.5
30.6
①为便于分析F与t的关系,应作出
的关系图象,并在坐标纸上作出该图线如图3.
②由图线得出的实验结论是:
③设AB间的距离为s,遮光条的宽度为d,请你由上述实验结论推导出物体的加速度a与时间t的关系式为
.
(2010?丰台区一模)(1)①某同学用下图所示的实验装置进行“探究恒力做功与动能改变的关系”实验,他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小实验误差,除了要求钩码的质量远小于小车的质量外,在实验中应该采取的必要措施是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
.
②打点计时器使用50Hz的交流电.下图是钩码质量为0.03kg时实验得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O及A、B、C、D、和E五个计数点,可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表中的相应位置.
表:纸带的测量结果
测量点
S(cm)
v(m/s)
O
0.00
0.35
A
1.51
0.40
B
3.20
0.45
C
E
9.41
0.60
③实验测得小车的质量为0.22kg.此同学研究小车运动过程中A点到E点对应的拉力对小车做的功为0.023J,小车的动能变化为
0.022
0.022
J,这样在实验允许的误差范围内就说明“合力对物体做的功等于物体动能的变化”.
(2)某同学要测量一段未知材料电阻丝的电阻率,已知电阻丝的长度为L,电阻约为20Ω,可提供的器材有:
A.电流表G,内阻R
E
=120Ω,满偏电流I
E
=3mA
B.电流表A,内阻约为0.2Ω,量程为0~250mA
C.螺旋测微器
D.电阻箱(0-9999Ω,0.5A)
E.滑动变阻器R
E
(5Ω,1A)
F.干电池组(3V,0.05Ω)
G.一个开关和导线若干
他进行了以下操作:
①用螺旋测微器测量这段电阻丝的直径.如图1所示为螺旋测微器的示数部分,则该次测量测得电阻丝的直径d=
0.266mm
0.266mm
.
②把电流表G与电阻箱串联当作电压表用.这块“电压表”最大能测量3V的电压,则电阻箱的阻值应调为R
0
=
880
880
Ω.
③设计实验电路图.图2中虚线框里只是他设计的实验电路图的一部分,请将电路图补画完整.
④实验电路连接.请根据设计的合理的电路图进行正确的电路连线(图3).
⑤测量并计算电阻率.闭合开关,调节滑动变阻器的滑片到某确定位置,电流表G的示数为l
1
,电流表A的示数为l
2
.请用测得的物理量和已知量写出计算电阻率的表达式ρ=
π
d
2
I
1
(
R
g
-
R
0
)
4L(
I
2
-
I
1
)
π
d
2
I
1
(
R
g
-
R
0
)
4L(
I
2
-
I
1
)
.
(1)如图a所示为某一同学测量一量程为3V的直流电压表的内电阻R
V
的电路图,其中R
V
的电阻约为几千欧,具体实验步骤如下:
①把滑线变阻器的滑动片P滑到N端,将电阻箱R
0
的阻值调到零;
②闭合电键S,调节滑线变阻器的阻值,使电压表的示数为3.0V;
③再调节电阻箱R
0
,使电压表的示数为1.5V,读出此时电阻箱R
0
的阻值;
④断开电键S,整理好仪器.
a)现有电阻箱:A(0~999.9Ω,0.8A),电阻箱B(0~9999Ω,0.2A);直流电源:E
1
(2V,内阻不计),E
2
(6V,内阻不计).
其中电阻箱应选用
(填“A”或“B”),直流电源应选用
(填“E
1
”或“E
2
”);
b)请根据图a,在图b中用笔画线代替导线,连接好实物电路;
c)为了提高实验精确度,所选用的滑线变阻器R的最大阻值应
电阻箱R
0
的最大阻值.(填“远大于”或“远小于”);
d)若在此实验中读出的电阻箱R
0
的阻值为3200Ω,则此电压表的内阻的测量值为
Ω,由于系统误差的存在,测量值比真实值
(填“偏大”或“偏小”).
(2)某同学在实验室测汽车电热器在不同电压下的电功率,此电热器额定电压为12V(车用蓄电池输出的最高直流电压).该同学用学生电源代替蓄电池,输出电压为16V,导线、开关等已经备齐,供选择的器材有:
A.0~3A电流表 B.0~0.6A电流表 C.0~3V电压表
D.0~15V电压表 E.0~10Ω、0.5A滑动变阻器 F.0~10Ω、2A滑动变阻器
该同学测量的数据记录如下:
U/V
2.4
3.0
5.0
8.0
10.0
12.0
I/A
0.15
0.20
0.30
0.40
0.45
0.50
①合理选择使用的器材:电流表
,电压表
,滑动变阻器
(填序号).
②在图c方框中画出合理的电路图.
③电热器的额定功率为
W.
关 闭
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