A. 细胞a的“模拟重力势能”变小,细胞b的“模拟重力势能”变大
B. 若某时刻a、b两种细胞沿垂直于转轴方向的速率相等,则“模拟重力”对细胞a做功的功率给小于对细胞b做功的功率
C. 利用这种离心分离器“模拟重力”的方法可以用于设计分离某些同位素的装置 D. 这种离心分离器“模拟重力”的方法被一些科幻影视作品用于载人空间站的仿重力环境的设计(如图2),在这种航天器的环形舱中,“水平面”是环形的 【答案】BCD 【解析】
【详解】A.当试管由静止开始绕轴旋转并不断增大转速的过程中,细胞需要向心力F,有:
F=mrω2,因ω,r相同,则质量大的即密度大的所需要的向心力大,周围细胞对其作用力
小于所需的向心力则要做离心运动,则b向远离转轴方向运动外运动,而a向靠近转轴方向运动,因为“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向,则细胞a的“模拟重力势能”变大,细胞b的“模拟重力势能”变小,选项A错误;
B.根据P=mgv,若某时刻a、b两种细胞沿垂直于转轴方向的速率v相等,因a的模拟重力小,则“模拟重力”对细胞a做功的功率给小于对细胞b做功的功率,选项B正确; C.因某些同位素的密度不同,则利用这种离心分离器“模拟重力”的方法可以用于设计分离某些同位素的装置,选项C正确;
D.这种离心分离器“模拟重力”的方法被一些科幻影视作品用于载人空间站的仿重力环境的设计,要在这种航天器的环形舱中做圆周运动,则“水平面”是环形的,选项D正确; 故选BCD.
二、本题共2小题,共15分。
16.按如图所示装置准备好器材后,先接通电源,然后后释放小车,让它拖着纸带运动,得到如图所示纸带,纸带上选取A、B、C、D、E五个计数点(相邻两个计数点间还有4个计时点未画出)。
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(1)打点计时器在纸带上打下这五个计数点所用的总时间为______s。
(2)纸带上选取的A、B、C、D、E这五个计数点中,打点计时器最先打出的点应该是____点。
(3)请说明怎样利用纸带记录的信息分析确定小车的运动是否为匀变速直线运动_____ (4)如果用这套装置验证机械能守恒定律(动能定理),测得砂和砂桶的总质量为m,小车的质量为M,已知重力加速度为g。则下列操作中必要的是 ( ) A.必须选择小车静止时打下的点为第1个计数点 B.连接砂桶和小车的细线必须平行于木板
C.通过将木板右端适当垫高来平衡小车所受的摩擦力 D.质量关系必须满足M>m
【答案】 (1). 0.4 (2). A (3). 在误差允许的范围内,看连续相邻两计数点间的位移差Δx是否为常数 【解析】
【详解】(1)[1].打点计时器在纸带上打下这五个计数点所用的总时间为4×5×0.02s=0.4s。
(2)[2].因小车做加速运动,则由纸带上的点迹分布可知,纸带上选取的A、B、C、D、E这五个计数点中,打点计时器最先打出的点应该是A点。
(3)[3].在误差允许的范围内,看连续相邻两计数点间的位移差Δx是否为常数,从而确定小车的运动是否为匀变速直线运动;
(4)[4].A.在验证机械能守恒定律的实验中,不一定必须选择小车静止时打下的点为第1个计数点,可以选择后面的点研究,选项A错误;
B.连接砂桶和小车的细线必须平行于木板,这样可认为小车受的拉力等于细线的拉力,选项B正确;
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C.通过将木板右端适当垫高来平衡小车所受的摩擦力,这样可认为拉力等于小车受的合外力,选项C正确;
D.质量关系不需要满足M>m,选项D错误; 故选BC.
17.某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示。打点计时器电源的频率为50Hz。
(1)打下计数点5时物块运动速度大小的测量值为________m/s。
(2)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点______和________之间某时刻开始减速。
(3)打下计数点6时物块运动速度大小的测量值为______m/s;物块减速运动过程中加速度的大小为a=_______m/s2。(保留三位有效数字)
【答案】 (1). 1.00 (2). 6 (3). 7 (4). 1.16 (5). 2.00 【解析】
【详解】(1)[1].打下计数点5时物块运动速度大小的测量值为
x46(9.00?11.01)?10?2v5???1.00m/s。
2T0.2(2)[2][3].从纸带上的数据分析得知:在点计数点6之前,两点之间的位移逐渐增大,是加速运动,在计数点7之后,两点之间的位移逐渐减小,是减速运动,所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速;
(3)[4][5].打下计数点6时物块运动速度大小的测量值为
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v6?x570.1101?0.1228?m/s?1.16m/s 2T2?0.1由纸带可知,计数点7往后做减速运动,根据作差法得:
a?0.046?0.066?0.0861?0.10604??0.1?2??2.00m/s2
18.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间.实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示.实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车.在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)
(1)由图(b)可知,小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的. (2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________ m/s,加速度大小为________ m/s2.(结果均保留两位有效数字) 【答案】 (1). 从右向左 (2). 0.19 (3). 0.038 【解析】
【详解】(1)[1]小车在桌面上做匀减速运动,故相等的时间内,桌面上连续两水滴的位置会组建减小,故小车在桌面上是从右向左运动的.
(2)[2]已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴,那么各点时间间隔为:
?T?302s=s 453根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,有:
vA?117?133?10?3m/s?0.19m/s2 2?3根据匀变速直线运动的推论公式?x?aT2 可以求出加速度的大小,得:
a??83?100?117?133??10?3m/s2??0.038m/s2?2?4????3?2,负号表示方向相反..
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