1.伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究,开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图 、 分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程,对这两项研究,下列说法正确的是
A. 图 中先在倾角较小的斜面上进行实验,其目的是使时间测量更容易
B. 图 通过对自由落体运动的研究,合理外推得出小球在斜面上做匀变速直线运动
C. 图 中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的,实验可实际完成
D. 图 的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持
【答案】B
【解析】
伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计算,无法记录自由落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,来“冲淡”重力得作用效果,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长的多,所以容易测量.伽利略做了上百次实验,并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推.故A错误,B正确;完全没有摩擦阻力的斜面是实际不存在的,故C错误;伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持,故D错误.故选B.
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2.电梯顶上悬挂一根劲度系数是 的弹簧,弹簧的原长为20cm,在弹簧下端挂一个质量为 的砝码。当电梯运动时,测出弹簧长度变为23cm,g取 ,则电梯的运动状态及加速度大小为
A. 匀加速上升,
B. 匀减速上升,
C. 匀加速上升,
D. 匀减速上升,
【答案】C
【解析】
【分析】
对砝码受力分析,受重力和拉力,根据胡克定律求得拉力,再结合牛顿第二定律,即可求出加速度大小,确定物体的运动状态.
【详解】由胡克定律可知,弹簧的弹力 ,
由牛顿第二定律知: ,
解得:
物体加速度向上,可能是加速上升,也可能是减速下降,故C正确,ABD错误;
故选C.
【点睛】本题关键是受力分析,根据牛顿第二定律判断出加速度方向,注意加速度向上,可能是加速上升,也可能是减速下降.
3.如图所示,平行板电容器与电动势为 的直流电源 内阻不计 连接,下极板接地,静电计所带电荷量很少,可被忽略,一带负电油滴被固定于电容器中的P点,现将平行板电容器的上极板竖直向下平移一小段距离,则下列说法正确的是
A. 平行板电容器的电容将变小
B. 带电油滴的电势能将减少
C. 静电计指针张角变小
D. 若将上极板与电源正极断开后再将下极板左移一小段距离,则带电油滴所受电场力不变
【答案】B
【解析】
【分析】
电容器始终与电源相连,则电容器两端间的电势差不变,根据电容器d的变化判断电容的变化以及电场强度的变化,从而判断电荷电势能和电场力的变化.
【详解】A.将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离,导致极板间距减小,根据 知,d减小,则电容增加,故A错误;
B.电势差不变,d减小,则电场强度增加,P点与下极板的电势差变大,则P点的电势增大,因为该电荷为负电荷,则电势能减小,故B正确;
C.静电计测量的是电容器两端的电势差,因为电容器始终与电源相连,则电势差不变,所以静电计指针张角不变,故静电计指针张角不变,故C错误;
D.若先将电容器上极板与电源正极的导线断开,则电荷量不变,正对面积S减小,根据 ,知电场强度变大,则油滴所受电场力变大,故D错误.
故选B.
【点睛】本题是电容器的动态分析问题,关键抓住不变量,当电容器与电源始终相连,则电势差不变,当电容器与电源断开,则电荷量不变.