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【題目】在我們解決物理問題的過程中經(jīng)常要用到“類比法”,這樣可以充分利用已有知識快速構(gòu)建物理模型、找到解決問題的途徑。
(1)質(zhì)量為m、電荷量為e的電子在庫侖力的作用下以速度v繞原子核做勻速圓周運動,該模型。與太陽系內(nèi)行星繞太陽運轉(zhuǎn)相似,被稱為“行星模型”,如圖(1)。已知在一段時間內(nèi),電子走過的弧長為s,其速度方向改變的角度為θ(弧度)。靜電力常量為k。不考慮電子之間的相互作用,求出原子核的電荷量Q;
(2)如圖(2),用一根長為L的絕緣細線懸掛一個可看成質(zhì)點的金屬小球,質(zhì)量為m,電荷量為-q。懸點下方固定一個足夠大的水平放置的均勻帶正電的介質(zhì)平板。小球在豎直平面內(nèi)做小角度振動。已知重力加速度為g,不計空氣阻力。
a.己知忽略邊緣效應的情況下,帶電平板所產(chǎn)生的靜電場的電場線都垂直于平板,靜電場的電場力做功與路徑無關。請證明∶帶電平板所產(chǎn)生的靜電場是勻強電場;
b.在上述帶電平板附近所產(chǎn)生的靜電場場強大小為E,求:金屬小球的振動周期。
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【題目】為了方便研究物體與地球間的萬有引力問題,通常將地球視為質(zhì)量分布均勻的球體。已知地球的質(zhì)量為M,半徑為R,引力常量為G,不考慮空氣阻力的影響。
(1)求北極點的重力加速度的大;
(2)若“天宮二號”繞地球運動的軌道可視為圓周,其軌道距地面的高度為h,求“天宮二號”繞地球運行的周期和速率;
(3)若已知地球質(zhì)量M=6.0×1024kg,地球半徑R=6400km,其自轉(zhuǎn)周期T=24h,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2。在赤道處地面有一質(zhì)量為m的物體A,用W0表示物體A在赤道處地面上所受的重力,F0表示其在赤道處地面上所受的萬有引力。請求出的值(結(jié)果保留1位有效數(shù)字),并以此為依據(jù)說明在處理萬有引力和重力的關系時,為什么經(jīng)?梢院雎缘厍蜃赞D(zhuǎn)的影響。
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【題目】如圖,足夠長的U型光滑金屬導軌平面與水平面成角(0<<90°),其中MN與PQ平行且間距為L,導軌平面與磁感應強度為B的勻強磁場垂直,導軌電阻不計。質(zhì)量為m的金屬棒ab由靜止開始沿導軌下滑,并與兩導軌始終保持垂直且良好接觸,ab棒接入電路的電阻為R,某時刻棒的速度大小為v,從開始運動到該時刻的過程中流過ab棒某一橫截面的電量為q,重力加速度為g。求:
(1)速度大小為v時ab棒兩端的電壓;
(2)從開始運動到速度為v的過程中金屬棒下滑的位移大;
(3)有同學嘗試求上述過程中金屬棒中產(chǎn)生的焦耳熱。他的做法是:因,把和代入,得。請問這種做法是否正確,并說明理由。
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【題目】某游樂設施如圖所示,由半圓形和直線形細圓管組成的細圓管軌道固定在水平桌面上(圓半徑比細圓管內(nèi)徑大得多),軌道內(nèi)壁光滑.已知部分的半徑, 段長.彈射裝置將一質(zhì)量的小球(可視為質(zhì)點)以水平初速度從點彈入軌道,小球從點離開軌道水平拋出,落地點離點的水平距離為,桌子的高度,不計空氣阻力,取.求:
()小球水平初速度的大。
()小球在半圓形軌道上運動的角速度以及從點運動到點的時間.
()小球在半圓形軌道上運動時細圓管對小球的作用力的大。
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【題目】利用如圖裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。
(1)為驗證機械能是否守恒,需要比較重物下落過程中任意兩點間的____________。
A.動能變化量與勢能變化量 B.速度變化量與勢能變化量 C.速度變化量與高度變化量
(2)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導線及開關外,在下列器材中,還必須使用的兩種器材是___________。
A.交流電源 B.刻度尺 C.天平(含砝碼)
(3)實驗中,先接通電源,再釋放重物,得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點、、,測得它們到起始點的距離分別為、、。已知當?shù)刂亓铀俣葹?/span>,打點計時器打點的周期為。設重物的質(zhì)量為。從打點到打點的過程中,重物的重力勢能變化量_________,動能變化量_________。
(4)大多數(shù)學生的實驗結(jié)果顯示,重力勢能的減少量大于動能的增加量,原因是_______。
A.利用公式計算重物速度 B.利用公式計算重物速度
C.空氣阻力和摩擦力的影響 D.沒有采用多次實驗取平均值的方法
(5)某同學想用下述方法研究機械能是否守恒,在紙帶上選取多個計數(shù)點,測量它們到起始點的距離,計算對應計數(shù)點的重物速度,描繪圖像,并做如下判斷:若圖像是一條過原點的直線,則重物下落過程中機械能守恒,請你分析論證該同學的判斷是否正確_____。
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【題目】在“驗證動量守恒定律”的實驗中,某同學采用了如圖所示的“碰撞實驗器”驗證動量守恒定律。
(1)實驗中,斜槽軌道末端______。(填選項前的字母)
A.必須水平
B.要向上傾斜
C.要向下傾斜
(2)若入射小球質(zhì)量為m1,半徑為r1;被碰小球質(zhì)量為m2,半徑為r2。實驗要求m1與m2、r1與r2的大小關系怎么樣______?并簡要說明理由________________________。
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【題目】宇宙線是來自宇宙空間的高能粒子流,由各種原子核以及非常少量的電子、光子和中微子等組成,它可能攜帶著宇宙起源、天體演化的信息,一直吸引著科學家的關注。宇宙線粒子的能量范圍非常大,有的可以高達5×1019eV。宇宙線逃逸出宇宙線源在星際空間中傳播時,會與磁場、星際介質(zhì)等發(fā)生相互作用,導致一系列復雜的物理效應產(chǎn)生。利用空間探測器可以得到宇宙線在銀河系中傳播的一些數(shù)據(jù),比如∶鈹10鈹9比(),其中的鈹9是宇宙線中原有的鈹10在傳播過程中衰變產(chǎn)生的。據(jù)此材料,以下敘述正確的是( 。
A.宇宙線粒子的能量可以高達8×1038J
B.宇宙線中的電子不會受到星際磁場的影響
C.根據(jù)可以得到宇宙線在銀河系中平均傳播時間的相關信息
D.根據(jù)宇宙線到達探測器時的方向可以得到宇宙線源方位的相關信息
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【題目】如圖為雙縫干涉的實驗示意圖,光源發(fā)出的光經(jīng)濾光片成為單色光,然后通過單縫和雙縫,在光屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋。若要使干涉條紋的間距變大,在保證其他條件不變的情況下,可以( 。
A.將光屏移近雙縫
B.增大雙縫的間距
C.更換濾光片,改用頻率更小的單色光
D.將光源向雙縫移動一小段距離
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【題目】如圖所示,某同學不慎將圓柱形木塞(木塞的中心有一小孔)卡于圓柱形金屬筒的靠近封閉端底部的位置,為了拿出木塞,該同學將金屬筒倒立過來(開口端向下),使其由靜止開始沿豎直方向向下做加速運動(加速度值大于重力加速度值),此過程中木塞始終相對金屬筒靜止,當金屬筒速度達到一定值時,金屬筒的開口端撞擊到桌面,且其速度立即減為零.此后木塞沿金屬筒壁繼續(xù)豎直向下運動,木塞運動到金屬筒口邊緣時速度恰好減為零.若木塞與金屬筒壁的摩擦因數(shù)處處相等,則關于金屬筒從靜止開始運動至木塞運動到金屬筒口邊緣速度減為零的運動過程,下列說法中正確的是( )
A.木塞相對金屬筒靜止的運動過程中,金屬筒對木塞的作用力方向可能豎直向上
B.金屬筒速度減為零的瞬間,木塞的動能達到最大
C.金屬筒對木塞的作用力始終做負功
D.金屬筒撞擊桌面后,木塞與金屬筒壁摩擦產(chǎn)生的熱量等于其重力勢能的減少量
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【題目】電磁感應現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應用。圖甲為工業(yè)上探測物件表面層內(nèi)部是否存在缺陷的渦流探傷技術原理圖。其原理是將線圈中通入電流,使被測物件內(nèi)產(chǎn)生渦流,借助探測線圈內(nèi)電流變化測定渦流的改變,從而獲得被測物件內(nèi)部是否斷裂及位置的信息。圖乙為一個帶鐵芯的線圈L、開關S和電源用導線連接起來的跳環(huán)實驗裝置,將一個套環(huán)置于線圈L上且使鐵芯穿過其中,閉合開關S的瞬間,套環(huán)將立刻跳起。關于對以上兩個應用實例理解正確的是
A. 能被探測的物件和實驗所用的套環(huán)必須是導電材料
B. 渦流探傷技術運用了互感原理,跳環(huán)實驗演示了自感現(xiàn)象
C. 以上兩個應用實例中的線圈所連接電源都必須是變化的交流電源
D. 以上兩個應用實例中的線圈所連接電源也可以都是穩(wěn)恒電源
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