湖北省武汉市江夏区第一中学2026届高三上学期物理错题重做(1.22周练)
2026-01-23
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内容正文:
高三物理错题重做(2026.1.22)
1. (4分)滑翔伞是一批热爱跳伞、滑翔翼的人发明的一种飞行器。现有一滑翔伞沿直线朝斜向右下方向做匀加速直线运动。若空气对滑翔伞和飞行人员的作用力为F,则此过程中F的方向可能是( )
答案 A
解析 滑翔伞沿直线朝斜向右下方向做匀加速直线运动,则F与G的合力方向与v同向,故A符合题意,B、C、D不符合题意。
2. (4分)如图所示,不可伸长的轻绳平行于斜面,一端与质量为m的物块B相连,B在光滑斜面上。轻绳另一端跨过滑轮与质量为M的物块A连接。A在外力作用下沿竖直杆以速度v1向下匀速运动,物块B始终沿斜面运动且斜面始终静止,当轻绳与杆的夹角为β时,物块B的速度大小为v2。斜面倾角为α,重力加速度为g,下列说法错误的是( )
A.
B.=cos β
C.轻绳拉力一定大于mgsin α
D.斜面受到地面水平向左的摩擦力
答案 B
解析 根据A、B沿绳方向的速度相等,有v1cos β=v2,解得,故A正确,B错误;由于A在外力作用下沿竖直杆以速度v1向下匀速运动,轻绳与杆的夹角逐渐减小,则B的速度大小v2逐渐增大,即B沿斜面向上做加速运动,B的加速度沿斜面向上,对B进行受力分析可知轻绳拉力一定大于mgsin α,故C正确;B对斜面有斜向右下方的压力,斜面在该压力作用下有向右运动的趋势,则斜面受到地面水平向左的摩擦力,故D正确。
3. (4分)如图所示,在细绳的拉动下,半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管,管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧底端固定在管底,顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时,插销做匀速圆周运动。若v过大,插销会卡进固定的端盖,使卷轴转动停止。忽略摩擦力,弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止,v的最大值为( )
A.r B.l
C.r D.l
答案 A
解析 由题意可知当插销刚卡进固定端盖时弹簧的伸长量为Δx=,
根据胡克定律有F=kΔx=
插销与卷轴同轴转动,角速度相同,对插销,弹力提供向心力,则有F=mlω2
对卷轴有v=rω
联立解得v=r,故选A。
4. (4分)已知质量分布均匀的球壳对内部物体产生的万有引力为0。对于某质量分布均匀的星球,在距离星球表面不同高度或不同深度处重力加速度大小是不同的,若用x表示某位置到该星球球心的距离,用g表示该位置处的重力加速度大小,忽略星球自转,下列关于g与x的关系图像可能正确的是( )
答案 A
解析 设星球的半径为R,地球的密度为ρ,当x≤R,距地球球心x处的物体受到的万有引力与该处的重力的关系为G=mg,可得g=,当x>R,距地球球心x处的物体受到的万有引力与该处的重力的关系为G=mg,可得g=,故选A。
5. (4分)如图所示,一倾角为45°的光滑斜面固定在水平地面上,底端固定一轻质弹簧。将质量为m的物块(可视为质点)从斜面上由静止释放,物块在A点与弹簧接触,在B点时速度最大,在C点时,弹簧被压缩至最短。已知AC=,弹簧弹性势能为Ep=kx2,其中x是弹簧形变量,k为弹簧劲度系数。重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.物块在A点时的动能为
B.物块在A点时的动能为
C.物块从A点到B点和从B点到C点所用时间之比为1∶2
D.物块从A点到B点和从B点到C点所用时间之比为1∶4
答案 B
解析 从A到C,根据能量守恒EkA+mg·AC·sin 45°=k·AC2,解得物块在A点时的动能EkA=,故A错误,B正确;物块在B点时速度最大,有mgsin 45°=k·AB,得AB=,由分析可知,物块开始压缩弹簧后,到分离前做简谐运动,物块合力为0的位置(速度最大位置)为平衡位置,则物块做简谐运动的振幅为A=AC-AB=BC=,则AB=,从物块开始压缩弹簧(A点)到平衡位置(B点)所用时间为t1=,从B点到C点所用时间为t2=,则t1∶t2=1∶3,故C、D错误。
6. (4分)一列简谐横波沿x轴正向传播,波长为100 cm,振幅为8 cm。介质中有a和b两个质点,其平衡位置分别位于x=- cm和x=120 cm处。某时刻b质点的位移为y=4 cm,且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时,a质点的振动图像为( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 a、b之间的距离为Δx= cm=λ,
此时b点的位移为4 cm且向y轴正方向运动,令此时b点的相位为φ,则有4 cm=8sin φ (cm),解得φ=或φ=(舍去,向下振动),由a、b之间的距离关系可知φa-φ=·2π=π,则φa=π,可知a点此时的位移为y=8sin φa (cm)=4 cm,且向下振动,故选A。
7. (4分)如图甲所示的平行金属极板M、N之间存在交替出现的匀强磁场和匀强电场,取垂直纸面向外为磁场正方向,磁感应强度B随时间t周期性变化的规律如图乙所示,取垂直极板向上为电场正方向,电场强度E随时间t周期性变化的规律如图丙所示。t=0.5t0时,一不计重力、带正电的粒子从极板左端以速度v沿板间中线平行极板射入板间,最终平行于极板中线射出,已知粒子在t=1.5t0时速度为零,且整个运动过程中始终未与两极板接触,则下列说法错误的是( )
A.粒子可能在2.5t0时刻射出极板
B.极板间距不小于
C.极板长度为(n=1,2,3…)
D.
答案 C
解析 根据题意可知,在0.5t0~t0内,粒子在磁场中做匀速圆周运动,且转了个周期,在t0~1.5t0内,粒子在电场中向下做减速运动到速度为零,在1.5t0~2t0内,粒子在电场中向上做加速运动到速度为v,在2t0~2.5t0内,粒子在磁场中做匀速圆周运动,转了个周期,粒子回到极板中线,速度平行于极板中线,接下来粒子周期性地重复以上运动,粒子在一个运动周期内的轨迹如图所示。
粒子一个运动周期为T=2.5t0-0.5t0=2t0,故粒子射出极板的时刻可能为t=0.5t0+nT=(0.5+2n)t0(n=1,2,3…),
当n=1时t=0.5t0+T=2.5t0,故A正确;粒子在磁场中,设粒子的轨迹半径为r,则有T磁==2t0,解得r=,粒子在电场中向下减速的位移为y=·0.5t0=,故极板间距应满足d≥2(r+y)=,故B正确;极板长度可能为L=n·2r=(n=1,2,3…),故C错误;粒子在磁场中,有T磁==2t0,解得B0=,粒子在电场中,有v=a·0.5t0=·0.5t0,解得E0=,可得,故D正确。
8.(6分)(多选)如图,矩形金属框MNQP竖直放置,其中MN、PQ足够长,且PQ杆光滑,一根轻弹簧一端固定在M点,另一端连接一个质量为m的小球,小球穿过PQ杆,金属框绕MN轴分别以角速度ω和ω'匀速转动时,小球均相对PQ杆静止,若ω'>ω,则与以ω匀速转动时相比,以ω'匀速转动时( )
A.小球的高度一定降低
B.弹簧弹力的大小一定不变
C.小球对杆压力的大小一定变大
D.小球所受合外力的大小一定变大
答案 BD
解析 对小球受力分析,设弹簧弹力为FT,弹簧与水平方向的夹角为θ,则对小球竖直方向有
FTsin θ=mg,而FT=k(-l0)
可知θ为定值,FT不变,则当转速增大后,小球的高度不变,弹簧的弹力不变,A错误,B正确;
水平方向当转速较小,杆对小球的弹力背离转轴时,则FTcos θ-FN=mω2r,即FN=FTcos θ-mω2r
当转速较大,杆对小球的弹力指向转轴时,
则FTcos θ+FN'=mω'2r
即FN'=mω'2r-FTcos θ
因ω'>ω,根据牛顿第三定律可知,小球对杆的压力不一定变大,C错误;
根据F合=mω2r可知,因角速度变大,则小球所受合外力变大,D正确。
9. (6分)(多选)如图所示,正四面体棱长为l,在其顶点a、b、c各固定一个点电荷,a点电荷电荷量为+2q,b、c两点电荷电荷量均为+q,M、N、P分别为棱ab、ac、bc的中点。已知点电荷Q周围空间某点的电势φ=k,r为该点到点电荷的距离,k为静电力常量,下列说法正确的是( )
A.M点的电场强度与N点的电场强度相同
B.P点的电势高于d点的电势
C.P点电场强度的大小为
D.电荷量为+q'的试探电荷在d点的电势能为
答案 BD
解析 根据电场强度的叠加可知,a、b处的电荷在M点产生的合电场强度沿着ab连线由M指向b,c处的电荷在M点产生的电场强度沿着cM连线由c指向M;而a、c处的电荷在N点产生的合电场强度沿着ac连线由N指向c,b处的电荷在N点产生的电场强度沿着bN连线由b指向N,则M点的电场强度与N点的电场强度大小相等,方向不同,故A错误;P点距离a、b、c处的电荷要比d点距离a、b、c处的电荷近,根据点电荷Q周围空间某点的电势φ=k,可知r越小φ越大,则P点的电势高于d点的电势,故B正确;根据电场强度的叠加可知,b、c处的电荷在P点产生的电场强度相互抵消,则P点的电场强度为EP=k,根据几何关系可知raP=l,则EP=,故C错误;根据点电荷Q周围空间某点的电势φ=k,可知d点的电势为φd=,电荷量为+q'的试探电荷在d点的电势能为Epd=φdq'=,故D正确。
10. (6分)(多选)如图甲所示,正方形线圈abcd内有垂直于线圈的匀强磁场,已知线圈匝数n=10,边长ab=1 m,线圈总电阻r=1 Ω,线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。设图甲所示的磁场方向与感应电流方向为正方向,则下列有关线圈的感应电流i,焦耳热Q以及a、b两点间电压大小u,ab边的安培力F(取向下为正方向)随时间t的变化图像正确的是( )
答案 ACD
解析 0~1 s内产生的感应电动势为e1==2 V,由楞次定律可知,感应电流为逆时针(为负),大小为i1==2 A,同理可得,1~5 s内产生的感应电动势为e2=nS=1 V,由楞次定律可知,感应电流为顺时针(为正),大小为i2==1 A,A正确;a、b两点间的电压,0~1 s内大小为u1=i1·=0.5 V,1~5 s内大小为u2=i2·=0.25 V,B错误;ab边的安培力,0~1 s内大小为0≤F1=nB1i1 L≤4 N,随时间逐渐增大,由左手定则,方向为向下为正;同理1~3 s内大小为0≤F2=nB2i2 L≤2 N,随时间逐渐减小,由左手定则,方向为向上为负;同理3~5 s内大小为0≤F3=nB3i2 L≤2 N,随时间逐渐增大,由左手定则,方向为向下为正,C正确;0~1 s内焦耳热0≤Q1=rt≤4 J,随时间逐渐增加,1~5 s内焦耳热4 J≤Q2=Q1m+rt'≤8 J,随时间逐渐增加,D正确。
11.(8分)某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势1.5 V,内阻很小),电流表(量程10 mA,内阻约10 Ω),微安表(量程100 μA,内阻Rg待测,约1 kΩ),滑动变阻器R(最大阻值10 Ω),定值电阻R0(阻值10 Ω),开关S,导线若干。
(1)(4分)将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图;
(2)(4分)某次测量中,微安表的示数为90.0 μA,电流表的示数为9.00 mA,由此计算出微安表内阻Rg=________ Ω。
答案 (1)见解析图 (2)990
解析 (1)为了准确测出微安表两端的电压,可以让微安表与定值电阻R0并联,再与电流表串联,通过电流表的电流与微安表的电流之差,为流过定值电阻R0的电流,从而求出微安表两端的电压,进而求出微安表的内阻,由于电源电压过大,并且为了测量多组数据,滑动变阻器采用分压式接法,实验电路原理图如图所示。
(2)流过定值电阻R0的电流
I=IA-IG=9.00 mA-0.09 mA=8.91 mA
加在微安表两端的电压U=IR0=8.91×10-2 V
微安表的内阻Rg= Ω=990 Ω。
12.(12分)利用如图甲所示的圆锥摆装置验证向心力表达式,步骤如下:
(1)(3分)用天平测出密度较大的小球的质量为m,如图乙所示用20分度游标卡尺测出小球的直径D= cm。小球静止时,用刻度尺测量此时悬挂点与小球上端之间的竖直距离为L。
(2)(3分)在白纸上画几个不同半径的同心圆,用刻度尺测量各个圆的半径r。将白纸平铺在水平桌面上,使同心圆的圆心刚好位于 。
让小球做圆锥摆运动,俯视观察小球,其在水平面上沿着白纸上某个圆做圆周运动,当运动稳定时,用秒表测量小球运动5圈所用的时间t。
(3)(每空3分,共6分)用向心力表达式推导出Fn= (用m、t、r和圆周率π表示);通过受力分析,推导出小球做圆周运动时所受合力F合= (用m、r、D、L和重力加速度g表示)。将记录的数据代入到上述两个表达式中进行计算。
(4)改变绳长,重复(2)、(3)实验步骤,记录多组数据。
(5)通过比较每一组实验数据计算出的Fn和F合的大小,在误差允许的范围内近似相等。由此,向心力的表达式得以验证。
答案 (1)1.500 (2)静止的小球球心正下方
(3)
解析 (1)游标卡尺读数为D=15 mm+0×0.05 mm=15.00 mm=1.500 cm;
(2)将白纸平铺在水平桌面上,使同心圆的圆心刚好位于静止的小球球心正下方;
(3)根据向心力周期公式,得Fn=mr=,设小球做圆周运动时,悬线与竖直方向的夹角为θ,根据受力分析可知F合=mgtan θ,又由几何关系可知tan θ=,
联立解得F合=。
13.(14分)如图(a),两组平行金属导轨在同一水平面固定,间距分别为d和1.5d,分别连接电阻R1、R2,边长为d的正方形区域存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化关系如图(b)所示。t=0时,在距磁场左边界d处,一长为1.5d的均匀导体棒在外力作用下,以恒定速度v0向右运动,直至通过磁场,棒至磁场左边界时与两组导轨同时接触。导体棒阻值为3R,R1、R2的阻值分别为2R、R,其他电阻不计,棒与导轨垂直且接触良好。求:
(1)0~时间内,R1中的电流方向及其消耗的电功率P;
(2)~时间内,棒受到的安培力F的大小和方向。
答案 (1)N到M (2) 水平向左
解析 (1)由题图(b)可知在0~时间内,磁场磁感应强度均匀增加,根据楞次定律可知R1中的电流方向为N到M;根据法拉第电磁感应定律得E=(2分)
0~时间内,导体棒在MN之间的电阻为2R,所以电流为I总=(2分)
R1消耗的电功率为P=×2R=()2×2R=(2分)
(2)在~时间内根据左手定则可知棒受到的安培力方向水平向左;分析电路可知MN之间的部分导体棒相当于电源;MN之外的部分和R2串联然后再和R1并联,
并联电路的总电阻为R并==R(1分)
回路中的总电阻为R总=2R+R=3R(2分)
根据E'=B0dv0(1分)
F安=B0Id(1分)
I=(1分)
可得F安=(2分)
14.(20分)极限运动深受年轻人的喜爱,如图甲是极限运动中滑板、轮滑等运动常用的比赛场地——U形池,现有某U形池场地示意图如图乙所示,该场地由两段可视为光滑的圆弧形滑道AB和CD以及粗糙程度处处相同的水平滑道BC构成,图中R1=4.5 m,R2=3.5 m,BC=5 m,某次滑板比赛中质量为60 kg(含滑板质量)的运动员从A点由静止出发,通过AB、BC滑道,冲向CD滑道,到达CD滑道的最高位置D时速度恰好为零(运动员和滑板整体看成质点,空气阻力不计,g取10 m/s2)。
(1)(6分)求该运动员在圆弧形滑道AB上下滑至B点时对圆弧形滑道的压力;
(2)(8分)该运动员为了第一次经过D处后有2 s时间做空中表演,求他在A点下滑的初速度大小;
(3)(6分)在(2)问的初始条件下,运动员在滑道上来回运动,最终停的位置距离B点多远?
答案 (1)1 800 N,方向垂直于BC向下 (2)10 m/s (3)2.5 m
解析 (1)运动员从A到B的过程中由动能定理得mgR1=m-0(2分)
在B点由牛顿第二定律和向心力公式得FN-mg=m(2分)
联立解得FN=1 800 N(1分)
由牛顿第三定律得,在B点运动员对圆弧形滑道的压力大小FN'=FN=1 800 N,
方向垂直于BC向下。(1分)
(2)设运动员在BC段摩擦力对他做的功为Wf,根据运动员从A点由静止出发到D点时的速度恰好为零,由动能定理得 mgR1+Wf-mgR2=0(2分)
解得Wf=-600 J(1分)
运动员在空中表演时做竖直上抛运动,上抛的初速度vD1=g(1分)
解得vD1=10 m/s(1分)
运动员从A到D过程,由动能定理得mgR1+Wf-mgR2=mm(2分)
代入数据解得vA0=10 m/s(1分)
(3)运动员下落后会在滑道上来回运动,直到最终静止在BC上;
对运动员的全过程由动能定理得mgR1-Ffs=0-m(2分)
Wf=-Ff·BC(2分)
解得运动员在BC段运动的总路程为s=47.5 m(1分)在BC上来回运动的次数n==9.5 运动员最终停在BC的中点,即离B点2.5 m处。(1分)
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高三物理错题重做(2026.1.22)
一、单选(每题4分,共28分)
1. (4分)滑翔伞是一批热爱跳伞、滑翔翼的人发明的一种飞行器。现有一滑翔伞沿直线朝斜向右下方向做匀加速直线运动。若空气对滑翔伞和飞行人员的作用力为F,则此过程中F的方向可能是( )
2. (4分)如图所示,不可伸长的轻绳平行于斜面,一端与质量为m的物块B相连,B在光滑斜面上。轻绳另一端跨过滑轮与质量为M的物块A连接。A在外力作用下沿竖直杆以速度v1向下匀速运动,物块B始终沿斜面运动且斜面始终静止,当轻绳与杆的夹角为β时,物块B的速度大小为v2。斜面倾角为α,重力加速度为g,下列说法错误的是( )
A.
B.=cos β
C.轻绳拉力一定大于mgsin α
D.斜面受到地面水平向左的摩擦力
3. (4分)如图所示,在细绳的拉动下,半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定着长度为l的细管,管底在O点。细管内有一根原长为、劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧底端固定在管底,顶端连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时,插销做匀速圆周运动。若v过大,插销会卡进固定的端盖,使卷轴转动停止。忽略摩擦力,弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止,v的最大值为( )
A.r B.l
C.r D.l
4. (4分)已知质量分布均匀的球壳对内部物体产生的万有引力为0。对于某质量分布均匀的星球,在距离星球表面不同高度或不同深度处重力加速度大小是不同的,若用x表示某位置到该星球球心的距离,用g表示该位置处的重力加速度大小,忽略星球自转,下列关于g与x的关系图像可能正确的是( )
5. (4分)如图所示,一倾角为45°的光滑斜面固定在水平地面上,底端固定一轻质弹簧。将质量为m的物块(可视为质点)从斜面上由静止释放,物块在A点与弹簧接触,在B点时速度最大,在C点时,弹簧被压缩至最短。已知AC=,弹簧弹性势能为Ep=kx2,其中x是弹簧形变量,k为弹簧劲度系数。重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.物块在A点时的动能为
B.物块在A点时的动能为
C.物块从A点到B点和从B点到C点所用时间之比为1∶2
D.物块从A点到B点和从B点到C点所用时间之比为1∶4
6. (4分)一列简谐横波沿x轴正向传播,波长为100 cm,振幅为8 cm。介质中有a和b两个质点,其平衡位置分别位于x=- cm和x=120 cm处。某时刻b质点的位移为y=4 cm,且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时,a质点的振动图像为( )
A. B.
C. D.
7. (4分)如图甲所示的平行金属极板M、N之间存在交替出现的匀强磁场和匀强电场,取垂直纸面向外为磁场正方向,磁感应强度B随时间t周期性变化的规律如图乙所示,取垂直极板向上为电场正方向,电场强度E随时间t周期性变化的规律如图丙所示。t=0.5t0时,一不计重力、带正电的粒子从极板左端以速度v沿板间中线平行极板射入板间,最终平行于极板中线射出,已知粒子在t=1.5t0时速度为零,且整个运动过程中始终未与两极板接触,则下列说法错误的是( )
A.粒子可能在2.5t0时刻射出极板
B.极板间距不小于
C.极板长度为(n=1,2,3…)
D.
二、(多选,每题6分,共18分)
8.(6分)(多选)如图,矩形金属框MNQP竖直放置,其中MN、PQ足够长,且PQ杆光滑,一根轻弹簧一端固定在M点,另一端连接一个质量为m的小球,小球穿过PQ杆,金属框绕MN轴分别以角速度ω和ω'匀速转动时,小球均相对PQ杆静止,若ω'>ω,则与以ω匀速转动时相比,以ω'匀速转动时( )
A.小球的高度一定降低
B.弹簧弹力的大小一定不变
C.小球对杆压力的大小一定变大
D.小球所受合外力的大小一定变大
9. (6分)(多选)如图所示,正四面体棱长为l,在其顶点a、b、c各固定一个点电荷,a点电荷电荷量为+2q,b、c两点电荷电荷量均为+q,M、N、P分别为棱ab、ac、bc的中点。已知点电荷Q周围空间某点的电势φ=k,r为该点到点电荷的距离,k为静电力常量,下列说法正确的是( )
A.M点的电场强度与N点的电场强度相同
B.P点的电势高于d点的电势
C.P点电场强度的大小为
D.电荷量为+q'的试探电荷在d点的电势能为
10. (6分)(多选)如图甲所示,正方形线圈abcd内有垂直于线圈的匀强磁场,已知线圈匝数n=10,边长ab=1 m,线圈总电阻r=1 Ω,线圈内磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示。设图甲所示的磁场方向与感应电流方向为正方向,则下列有关线圈的感应电流i,焦耳热Q以及a、b两点间电压大小u,ab边的安培力F(取向下为正方向)随时间t的变化图像正确的是( )
11.(8分)某同学要测量微安表内阻,可利用的实验器材有:电源E(电动势1.5 V,内阻很小),电流表(量程10 mA,内阻约10 Ω),微安表(量程100 μA,内阻Rg待测,约1 kΩ),滑动变阻器R(最大阻值10 Ω),定值电阻R0(阻值10 Ω),开关S,导线若干。
(1)(4分)将图中所示的器材符号连线,画出实验电路原理图;
(2)(4分)某次测量中,微安表的示数为90.0 μA,电流表的示数为9.00 mA,由此计算出微安表内阻Rg=________ Ω。
12.(12分)利用如图甲所示的圆锥摆装置验证向心力表达式,步骤如下:
(1)(3分)用天平测出密度较大的小球的质量为m,如图乙所示用20分度游标卡尺测出小球的直径D= cm。小球静止时,用刻度尺测量此时悬挂点与小球上端之间的竖直距离为L。
(2)(3分)在白纸上画几个不同半径的同心圆,用刻度尺测量各个圆的半径r。将白纸平铺在水平桌面上,使同心圆的圆心刚好位于 。
让小球做圆锥摆运动,俯视观察小球,其在水平面上沿着白纸上某个圆做圆周运动,当运动稳定时,用秒表测量小球运动5圈所用的时间t。
(3)(每空3分,共6分)用向心力表达式推导出Fn= (用m、t、r和圆周率π表示);通过受力分析,推导出小球做圆周运动时所受合力F合= (用m、r、D、L和重力加速度g表示)。将记录的数据代入到上述两个表达式中进行计算。
(4)改变绳长,重复(2)、(3)实验步骤,记录多组数据。
(5)通过比较每一组实验数据计算出的Fn和F合的大小,在误差允许的范围内近似相等。由此,向心力的表达式得以验证。
13.(14分)如图(a),两组平行金属导轨在同一水平面固定,间距分别为d和1.5d,分别连接电阻R1、R2,边长为d的正方形区域存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度B随时间t变化关系如图(b)所示。t=0时,在距磁场左边界d处,一长为1.5d的均匀导体棒在外力作用下,以恒定速度v0向右运动,直至通过磁场,棒至磁场左边界时与两组导轨同时接触。导体棒阻值为3R,R1、R2的阻值分别为2R、R,其他电阻不计,棒与导轨垂直且接触良好。求:
(1)0~时间内,R1中的电流方向及其消耗的电功率P;
(2)~时间内,棒受到的安培力F的大小和方向。
14.(20分)极限运动深受年轻人的喜爱,如图甲是极限运动中滑板、轮滑等运动常用的比赛场地——U形池,现有某U形池场地示意图如图乙所示,该场地由两段可视为光滑的圆弧形滑道AB和CD以及粗糙程度处处相同的水平滑道BC构成,图中R1=4.5 m,R2=3.5 m,BC=5 m,某次滑板比赛中质量为60 kg(含滑板质量)的运动员从A点由静止出发,通过AB、BC滑道,冲向CD滑道,到达CD滑道的最高位置D时速度恰好为零(运动员和滑板整体看成质点,空气阻力不计,g取10 m/s2)。
(1)(6分)求该运动员在圆弧形滑道AB上下滑至B点时对圆弧形滑道的压力;
(2)(8分)该运动员为了第一次经过D处后有2 s时间做空中表演,求他在A点下滑的初速度大小;
(3)(6分)在(2)问的初始条件下,运动员在滑道上来回运动,最终停的位置距离B点多远?
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