14.為了研究人們用繩索跨山谷過(guò)程中繩索拉力的變化規(guī)律,同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置,他們將不可伸長(zhǎng)輕繩的兩端通過(guò)測(cè)力計(jì)(不及質(zhì)量及長(zhǎng)度)固定在相距為D的兩立柱上,固定點(diǎn)分別為M和N,M低于N,繩長(zhǎng)為L(zhǎng)(L>D).他們首先在繩上距離M點(diǎn)10cm處(標(biāo)記為C)系上質(zhì)量為m的重物(不滑動(dòng)),由測(cè)力計(jì)讀出繩MC、NC的拉力大小TM和TN,隨后改變重物懸掛點(diǎn)的位置,每次將M到C點(diǎn)的距離增加10cm,并讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù),最后得到TM、TN與繩MC長(zhǎng)度之間的關(guān)系曲線如圖所示,由實(shí)驗(yàn)可知:

(1)曲線Ⅰ中拉力最大時(shí),C與M點(diǎn)的距離為100cm,該曲線為TN(選填:TM或TN)的曲線.
(2)若用一個(gè)光滑的掛鉤將該重物掛于繩子上,待穩(wěn)定后,左端測(cè)力計(jì)上的示數(shù)為4.3N.
(3)兩立柱的間距D與繩長(zhǎng)L的比值約為0.93.(保留2位小數(shù),取g=10m/s2

分析 選取結(jié)點(diǎn)C為研究的對(duì)象,對(duì)它進(jìn)行受力分析,根據(jù)結(jié)點(diǎn)C的受力即可判斷.

解答 解:(1)選取結(jié)點(diǎn)C為研究的對(duì)象,受力如圖,

水平方向:TMsinα=TNsinβ
豎直方向:TMcosα+TNcosβ=G       
由圖可得,當(dāng)α=β時(shí),兩個(gè)繩子上的拉力相等,該處離M比較近.
又C到M與N的距離相等時(shí),受力如圖:

水平方向仍然滿足:TMsinα=TNsinβ
由于α>β
所以:TM<TN
所以曲線Ⅱ是TM的曲線,曲線Ⅰ是TN的曲線.
由圖,曲線Ⅰ中拉力為最大時(shí),C與M點(diǎn)的距離為100cm.
(2)若用一個(gè)光滑的掛鉤將該重物掛于繩子上,待穩(wěn)定后,繩子兩次的拉力相等,對(duì)應(yīng)圖象的交點(diǎn),為4.3N;
(3)由題目的圖可得,在曲線Ⅰ、Ⅱ相交處,可讀出繩的拉力T0=4.30N.
做出它們的幾何關(guān)系如圖:

由于α=β,則:
2T0cosα=mg    ①
由圖可知,mg=3.1N;
因此cosα=$\frac{3.1}{2×4.3}$≈0.37
其中:
cosα=$\frac{\sqrt{{L}^{2}-{D}^{2}}}{L}$  ②
聯(lián)立①②解得:
$\frac{D}{L}≈$0.93
故答案為:(1)100cm,TN;(2)4.3;(3)0.93.

點(diǎn)評(píng) 該題屬于信息給予題,考查學(xué)生獲取信息的能力和利用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力,是一道考查能力的好題.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

4.如圖為一勻強(qiáng)電場(chǎng),某帶正電的粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn).在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服重力做的功為2.0J,電場(chǎng)力做的功為1.5J.下列說(shuō)法中不正確的是( 。
A.粒子在B點(diǎn)的重力勢(shì)能比在A點(diǎn)多2.0J
B.粒子在B點(diǎn)的電勢(shì)能比在A點(diǎn)少1.5J
C.粒子在B點(diǎn)的機(jī)械能比在A點(diǎn)多0.5J
D.粒子在B點(diǎn)的動(dòng)能比在A點(diǎn)少0.5J

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5.如圖所示,金屬圓環(huán)圓心為O,半徑為L(zhǎng),金屬棒Oa以O(shè)點(diǎn)為軸在環(huán)上轉(zhuǎn)動(dòng),角速度為ω,金屬棒與圓環(huán)的電阻可忽略,與環(huán)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電阻R接在O點(diǎn)與圓環(huán)之間,求通過(guò)R的電流大。

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2.以下說(shuō)法中,指時(shí)間的是( 。
A.列車員說(shuō):“火車8點(diǎn)42分到站”B.你這么早就來(lái)了!
C.求火車啟動(dòng)前3秒內(nèi)的位移D.新聞聯(lián)播每晚19點(diǎn)30分播出

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9.如圖所示表面粗糙的固定斜面頂端安有滑輪兩物塊P、Q用輕繩連接并跨過(guò)滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦)P懸于空中Q放在斜面上均處于靜止?fàn)顟B(tài)當(dāng)用水平向左的恒力推Q時(shí)P.Q仍靜止不動(dòng)則( 。
A.Q受到的摩擦力一定變小B.Q受到的摩擦力一定變大
C.Q受到的摩擦力變化不確定D.輕繩上拉力一定不變

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19.某同學(xué)利用理想電壓表和電阻箱測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,使用的器材還包括定值電阻(R0=5Ω)一個(gè),開(kāi)關(guān)兩個(gè),導(dǎo)線若干,實(shí)驗(yàn)原理圖如圖(a)
①在圖(b)的實(shí)物圖中,已正確連接了部分電路,請(qǐng)完成余下電路的連接.
②請(qǐng)完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟;
A、檢查并調(diào)節(jié)電壓表指針指零;調(diào)節(jié)電阻箱,示數(shù)如圖(c)所示,讀得電阻值是20;
B、將開(kāi)關(guān)S1閉合,開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi),電壓表的示數(shù)是1.49V;
C、再將開(kāi)關(guān)S2閉合,電壓表的示數(shù)是1.16V;斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1
③使用測(cè)得的數(shù)據(jù),計(jì)算出干電池的內(nèi)阻是0.69(計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字).
④如果所用電壓表不是理想電壓表,所以測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)比實(shí)際值偏。ㄌ睢按蟆被颉靶 保

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6.所示為兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷,以兩電荷連線的中點(diǎn)O為圓心畫出半圓,在半圓上有a、b、c三點(diǎn),a、c分別為半圓與兩電荷連線的交點(diǎn),b點(diǎn)在兩電荷連線的垂直平分線上,則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.a、c兩點(diǎn)的電勢(shì)相同
B.a、c兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同
C.電荷以 v0初速度從b點(diǎn)出發(fā),到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí)速度大小仍為v0
D.將正電荷由O點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力做正功

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3.圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線,其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上,且b、d連線水平,導(dǎo)線中通有大小相同的電流,方向如圖所示.一帶正電的粒子從正方形中心O點(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng),則它經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)所受洛倫茲力的方向是( 。
A.向上B.向右C.向左D.向下

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4.邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.1m的正方形金屬線框abcd,質(zhì)量m=0.1kg,總電阻R=0.02Ω,從高h(yuǎn)=0.2m處自由下落(abcd始終在豎直平面內(nèi),且ab水平).線框下有一水平的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),豎直寬度L=0.1m,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T,方向如圖所示,(g=10m/s2)求:
(1)線框穿越磁場(chǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱;
(2)ab邊穿越磁場(chǎng)過(guò)程通過(guò)a點(diǎn)截面的電荷量;
(3)在圖示坐標(biāo)中畫出線框從開(kāi)始下落到cd邊穿出磁場(chǎng)過(guò)程速度與時(shí)間的圖象.

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