【題目】物體的帶電量是一個不易測得的物理量,某同學(xué)設(shè)計了如下實驗來測量帶電物體所帶電量。如圖(a)所示,他將一由絕緣材料制成的小物塊A放在足夠長的木板上,打點計時器固定在長木板末端,物塊靠近打點計時器,一紙帶穿過打點計時器與物塊相連,操作步驟如下,請結(jié)合操作步驟完成以下問題:
(1)為消除摩擦力的影響,他將長木板一端墊起一定傾角,接通打點計時器,輕輕推一下小物塊,使其沿著長木板向下運動。多次調(diào)整傾角θ,直至打出的紙帶上點跡_,測出此時木板與水平面間的傾角,記為θ0。
(2)如圖(b)所示,在該裝置處加上一范圍足夠大的垂直紙面向里的勻強磁場,用細(xì)繩通過一輕小定滑輪將物塊A與物塊B相連,繩與滑輪摩擦不計。給物塊A帶上一定量的正電荷,保持傾角θ0不變,接通打點計時器,由靜止釋放小物塊A,該過程可近似認(rèn)為物塊A帶電量不變,下列關(guān)于紙帶上點跡的分析正確的是(________)
A.紙帶上的點跡間距先增加后減小至零
B.紙帶上的點跡間距先增加后減小至一不為零的定值
C.紙帶上的點跡間距逐漸增加,且相鄰兩點間的距離之差不變
D.紙帶上的點跡間距逐漸增加,且相鄰兩點間的距離之差逐漸減少,直至間距不變
(3)為了測定物體所帶電量q,除θ0、磁感應(yīng)強度B外,本實驗還必須測量的物理量有(_______)
A.物塊A的質(zhì)量M
B.物塊B的質(zhì)量m
C.物塊A與木板間的動摩擦因數(shù)μ
D.兩物塊最終的速度v
(4)用重力加速度g,磁感應(yīng)強度B、θ0和所測得的物理量可得出q的表達(dá)式為______。
【答案】間距相等(或均勻) D BD
【解析】
試題(1)此實驗平衡摩擦力后,確定滑塊做勻速直線運動的依據(jù)是,看打點計時器在紙帶上所打出點的分布應(yīng)該是等間距的.
(2)設(shè)A的質(zhì)量為M,B的質(zhì)量為m,沒有磁場時,對A受力分析,A受到重力Mg、支持力、摩擦力.根據(jù)平衡條件可知:f=Mgsinθ0,FN=Mgcosθ0
又因為f=μFN,所以;當(dāng)存在磁場時,以AB整體為研究對象,由牛頓第二定律可得(mg+Mgsinθ0)-μ(Bqv+Mgcosθ0)=(M+m)a
由此式可知,v和a是變量,其它都是不變的量,所以AB一起做加速度減小的加速運動,直到加速度減為零后做勻速運動,即速度在增大,加速度在減小,最后速度不變.所以紙帶上的點跡間距逐漸增加,說明速度增大;根據(jù)逐差相等公式△x=at2,可知,加速度減小,則相鄰兩點間的距離之差逐漸減少;勻速運動時,間距不變.故D正確、ABC錯誤.故選D.
(3)(4)根據(jù)(mg+Mgsinθ0)-μ(Bqv+Mgcosθ0)=(M+m)a,可得當(dāng)加速度減為零時,速度最大,設(shè)最大速度為v,則(mg+Mgsinθ0)-μ(Bqv+Mgcosθ0)=0
化簡得,把μ=tanθ0代入,得
由此可知為了測定物體所帶電量q,除θ0、磁感應(yīng)強度B外,本實驗還必須測量的物理量有物塊B的質(zhì)量m和兩物塊最終的速度v,故選BD
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【題目】某物理興趣小組通過查閱相關(guān)資料知道:月球到地心的距離r=3.84×108m,地球半徑R=6.4×106m。在地球表面附近,質(zhì)量為m的物體下落的加速度為,如果萬有引力定律是普遍成立的,不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響(),應(yīng)該有,月球的加速度,(為月球質(zhì)量)所以,即。同時該物理興趣小組發(fā)現(xiàn):月球圍繞地球公轉(zhuǎn)的運動可以近似看做勻速圓周運動,月球公轉(zhuǎn)的周期T=28天,也可以根據(jù)勻速圓周運動的知識計算出月球的加速度,如果計算出的加速度近似等于,那么就說明萬有引力定律是普遍成立的,F(xiàn)在請你求出(其中M表示地球質(zhì)量,,計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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【題目】如圖所示,在兩等量異種點電荷的電場中,MN為兩電荷連線的中垂線,a、b、c三點所在直線平行于兩電荷的連線,,且a與c關(guān)于MN對稱,b點位于MN上,d點位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是
A b點場強大于d點場強
B b點場強小于d點場強
C a、b兩點的電勢差等于b、c兩點間的電勢差
D 試探電荷+q在a點的電勢能小于在c點的電勢能
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【題目】汽車發(fā)動機的額定功率為90 kW,汽車的質(zhì)量為5t,汽車在水平路面上行駛時,阻力是車重的0.1倍,g=10 m/s2。
(1)汽車保持額定功率不變從靜止起動后,當(dāng)汽車的加速度為2 m/s2時速度多大?
(2)若汽車從靜止開始,保持以0.5 m/s2的加速度做勻加速直線運動,這一過程能維持多長時間?
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【題目】如圖所示,空間有一正三棱錐P-ABC,D點是BC邊的中點,O點是底面ABC的中心。現(xiàn)在頂點P固定一負(fù)點電荷,下列說法正確的是( )
A.底面ABC為等勢面
B.A、B、C三點的電場強度相同
C.若B、O、C三點的電勢為φB、φO、φC,則有φB-φO=φC-φO
D.將一正的試探電荷從B點沿直線BC經(jīng)過D點移到C點,靜電力對該試探電荷先做負(fù)功后做正功
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【題目】如圖所示,兩個同心圓,半徑分別為r和2r,在兩圓之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B.圓心O處有一放射源,放出粒子的質(zhì)量為m,帶電荷量為q,假設(shè)粒子速度方向都和紙面平行, 不計粒子重力。
(1)圖中箭頭表示某一粒子初速度的方向,OA與初速度方向夾角為60°,要想使該粒子經(jīng)過磁場第一次通過A點,則初速度的大小是多少?
(2)要使粒子不穿出環(huán)形區(qū)域,則粒子的初速度不能超過多少?
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【題目】為了探究加速度與力的關(guān)系,某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置,帶滑輪的長木板水平放置,板上有兩個光電門相距為d,滑塊通過細(xì)線與重物相連,細(xì)線拉力大小F等于力傳感器的示數(shù)。讓滑塊從光電門1由靜止釋放,記下滑到光電門2的時間t。改變重物質(zhì)量,重復(fù)以上操作5次,處理數(shù)據(jù)后得到下表中的5組結(jié)果。根據(jù)表中數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上畫出如圖所示的aF圖像,已知重力加速度g=10m/s2,根據(jù)圖像可求出滑塊質(zhì)量m=______kg,滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ=________。
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【題目】如圖所示,一透明玻璃半球豎直放置,OO′為其對稱軸,O為球心,球半徑為R,球左側(cè)為圓面,右側(cè)為半球面,F(xiàn)有一束平行光從其左側(cè)垂直于圓面射向玻璃半球,玻璃半球的折射率為,設(shè)真空中的光速為c,不考慮光在玻璃中的多次反射。
(1)求從左側(cè)射入能從右側(cè)射出的入射光束面積占入射面的比例;
(2)從距O點正上方的B點入射的光線經(jīng)玻璃半球偏折后到達(dá)對稱軸OO′上的D點(圖中未畫出),求光從B點傳播到D點的時間。
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【題目】如圖所示為一小球做平拋運動的閃光照相照片的一部分,圖中背景方格的邊長均為L=5cm,閃光頻率f=10Hz,那么:
(1)小球做平拋運動的初速度的大小是_________m/s;
(2)小球經(jīng)過B點時的速度大小是_________m/s。
(3)經(jīng)計算判斷,A點_____________拋出點;(填寫“是”或“不是”),若A點為坐標(biāo)原點,則拋出點坐標(biāo)_____________。
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