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三、本題包括2小題,共10分。 17.(6分)某物理課外活動小組在用單擺測重力加速度的實驗中,測出了不同擺長(L)所對應的周期(T),在進行實驗數據處理時:
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(1)甲同學根據公式 ,并計算重力加速度,若他測擺長時,把擺線長當作了擺長,則他測得的重力加速度一定
(選填“偏大”、“偏小”或“準確”)。
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(2)乙同學也是根據公式 ,并計算重力加速度的,若他在實驗中,小球做的是圓錐擺動運動,則他測得的重力加速度值一定
(選填“偏大”、“偏小”或“準確”)。 (3)丙同學以擺長(L)作為縱坐標、周期(T)的平方為橫坐標作出了L―T2圖線,若他由圖象測得圖線的斜率為k,則該同學求重力加速度的公式為g=
。
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18.(4分)將橡皮筋的一端固定在A點,另一端拴上兩根細繩,每根細繩分別連著一個量程為5N、最小刻度為0.1N的彈簧測力計。沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計,當橡皮筋的活動端拉到O點時,兩根細繩相互垂直,如圖所示,這時彈簧測力計的讀數可從圖中讀出。 (1)由圖可讀得兩上相互垂直的拉力中最大的為 N。 (2)在本題的虛線方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。
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四、本題包括4小題,共34分。要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟,有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位。 19.(6分)A、B兩個物體的質量分別為M和m,用跨過定滑輪的輕繩相連,A物體靜止在水平地面上,輕繩與水平面的夾角為 ,如圖所示,試求地面對A物體的支持力和摩擦力。(滑輪的質量以及繩與滑輪間的摩擦均不計)
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20.(8分)舉重運動是力量和技巧充分結合的體育項,就“抓”舉而言,其技術動作可分為預備、提扛鈴、發力、下蹲支撐、起立、放下杠鈴等六個步驟,如圖所示表示了其中的幾個狀態。在“提杠鈴、發力”階段,運動員對杠鈴施加恒力作用,使杠鈴豎直向上加速運動;然后運動員停止發力,杠鈴繼續向上運動,當運動員處于“下蹲支撐”處時,杠鈴的速度恰好為零。從運動員開始“提杠鈴、發力”到“下蹲支撐”處的整個過程歷時0.8s,杠鈴升高0.6m,該杠鈴的質量為130g,求運動員提杠鈴、發力時,對杠鈴的作用力大小。(g取10m/s2)
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21.(10分)如圖所示,固定在水平桌面上的光滑金屬框架cdef,處于豎直向下的均勻增加的勻強磁場中,金屬棒ab擱在框架上,此時(即t=0時)磁感應強度為B0,abed構成一個邊長為L的正方形,棒的電阻為r,其余部分電阻不計,已知磁感應強度每秒均勻增加的量為k。 (1)若從t=0時刻起保持棒靜止不動,求棒中感應電流的大小和方向; (2)若從t=0時刻起保持棒靜止不動,求t=t1秒時垂直作用在金屬棒ab上的水平拉力; (3)若從t=0時刻起,使棒中不產生感應電流,則棒向左運動的速度v隨時間t怎樣變化?
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22.(10分)如圖所示,一質量為0.4kg、足夠長且粗細均勻的絕緣細管置于水平地面上,細管內表面粗糙,外表面光滑。有一質量為0.1kg、電量為0.1C的帶正電的小球沿管以水平向右的速度v0進入管內,細管內徑略大于小球直徑,已知細管所在位置有垂直于紙面向里的勻強磁場,磁感應強度為1T,取g=10m/s2。 (1)若細管固定不動,試求小球在管中運動的最終穩定速度v與初速度v0的關系(取水平向右為正方向)。 (2)若細管不固定,帶電小球以v0=20m/s的初速度進入管內,且整個運動過程中細管沒有離開地面,則系統最終產生的內能為多少?
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