【題目】如圖所示,兩平行金屬板A、B長為L=8 cm,兩板間距離d=8 cm,A板比B板電勢高300 V,一帶正電的粒子電荷量為q=1.0×10-10C,質(zhì)量為m=1.0×10-20kg,沿電場中心線RO垂直電場線飛入電場,初速度v0=2.0×106m/s,粒子飛出電場后經(jīng)過界面MN、PS間的無電場區(qū)域,然后進入固定在O點的點電荷Q形成的電場區(qū)域(設(shè)界面PS右側(cè)點電荷的電場分布不受界面的影響).已知兩界面MN、PS相距為12 cm,D是中心線RO與界面PS的交點,O點在中心線上,距離界面PS為9 cm,粒子穿過界面PS做勻速圓周運動,最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏bc上。(靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2,粒子的重力不計)
(1)求粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離多遠?到達PS界面時離D點多遠?
(2)在圖上粗略畫出粒子的運動軌跡。
(3)確定點電荷Q的電性并求其電荷量的大小。
【答案】(1)3cm;12cm(2)見解析(3)Q帶負電;1.04×10-8C
【解析】
(1)粒子穿過界面MN時偏離中心線RO的距離(側(cè)向位移):
y=at2
a==
L=v0t
則y=at2=·()2=0.03 m=3 cm
粒子在離開電場后將做勻速直線運動,其軌跡與PS交于H,設(shè)H到中心線的距離為Y,
界面距離為則有解得
Y=4y=12 cm
(2)第一段是拋物線、第二段是直線、第三段是圓;
(3)粒子到達H點時,其水平速度
vx=v0=2.0×106m/s
豎直速度
vy=at=1.5×106m/s
則
v合=2.5×106m/s
該粒子在穿過界面PS后繞點電荷Q做勻速圓周運動,所以Q帶負電
根據(jù)幾何關(guān)系可知半徑r=15 cm
解得
Q≈1.04×10-8C
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【題目】一質(zhì)點在xOy平面內(nèi)從O點開始運動的軌跡如圖所示,則質(zhì)點的速度( )
A. 若x方向始終勻速,則y方向先加速后減速
B. 若x方向始終勻速,則y方向先減速后加速
C. 若y方向始終勻速,則x方向先減速后加速
D. 若y方向始終勻速,則x方向先加速后減速
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【題目】如圖所示是某同學(xué)探究動能定理的實驗裝置.已知重力加速度為g,不計滑輪摩擦阻力,該同學(xué)的實驗步驟如下:
a.將長木板傾斜放置,小車放在長木板上,長木板旁放置兩個光電門A和B,砂桶通過滑輪與小車相連.
b.調(diào)整長木板傾角,使得小車恰好能在細繩的拉力作用下勻速下滑,測得砂和砂桶的總質(zhì)量為m.
c.某時刻剪斷細繩,小車由靜止開始加速運動.
d.測得擋光片通過光電門A的時間為Δt1,通過光電門B的時間為Δt2,擋光片寬度為d,小車質(zhì)量為M,兩個光電門A和B之間的距離為L.
e.依據(jù)以上數(shù)據(jù)探究動能定理.
(1)根據(jù)以上步驟,你認為以下關(guān)于實驗過程的表述正確的是________.
A.實驗時,先接通光電門,后剪斷細繩
B.實驗時,小車加速運動的合外力為F=Mg
C.實驗過程不需要測出斜面的傾角
D.實驗時應(yīng)滿足砂和砂桶的總質(zhì)量m遠小于小車質(zhì)量M
(2)小車經(jīng)過光電門A、B的瞬時速度為vA=_______、vB=_______.如果關(guān)系式_______在誤差允許范圍內(nèi)成立,就驗證了動能定理.
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【題目】如圖所示,光滑半球固定在水平面上,球心O的正上方O′處固定一光滑的定滑輪,細線的一端拴小球A,另一端繞過定滑輪,現(xiàn)用一外力拉細線,將小球從圖中位置緩慢拉至B點,在此過程中,小球A對光滑半球的壓力N、對細線的拉力F的大小變化情況是( )
A.小球A對光滑半球的壓力N大小不變
B.小球A對光滑半球的壓力N變小
C.小球A對細線的拉力F大小不變
D.小球A對細線的拉力F變小
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【題目】某同學(xué)要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ,步驟如下:
(1)用游標為20分度的卡尺測量其長度如圖,由圖可知其長度為_____mm.
(2)用螺旋測微器測量其直徑如圖,由圖可知其直徑為_______mm.
(3)用多用電表的電阻“Ω”檔,按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖,則該電阻的電阻值約為_______Ω.若使用的是直流電壓“V”,則該電壓的讀數(shù)為_______V.
(4)該同學(xué)想用伏安法更精確地測量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下:
待測圓柱體電阻R; 開關(guān)S; 導(dǎo)線若干;直流電源E(電動勢4 V,內(nèi)阻不計)
電流表A1(量程0~4 mA,內(nèi)阻約50 Ω) 電流表A2(量程0~10 mA,內(nèi)阻約30 Ω);
電壓表V1(量程0~3 V,內(nèi)阻約10 kΩ) 電壓表V2(量程0~15 V,內(nèi)阻約25 kΩ);
滑動變阻器R1(阻值范圍0~15 Ω,允許通過的最大電流為2.0 A);
滑動變阻器R2(阻值范圍0~2 kΩ,允許通過的最大電流為0.5 A)
為使實驗誤差較小,要求測得多組數(shù)據(jù)進行分析,電阻R兩端的電壓從零調(diào)起,請在方框中畫出測量的電路圖______,電流表應(yīng)選______電壓表應(yīng)選______變阻器選擇_______
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【題目】在如圖所示的電路中,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為5:1,a、b兩端接入電壓的瞬時表達式為,副線圈接火災(zāi)報警器(報警器未畫出),圖中電壓表和電流表均為理想交流電表,R0為定值電阻,L為電阻恒定的指示燈,RT為熱敏電阻,其阻值隨溫度的升高而減小。下列說法中正確的是( )
A.電壓表的示數(shù)為V
B.當RT處出現(xiàn)火災(zāi)時,電壓表示數(shù)將變大
C.當RT處出現(xiàn)火災(zāi)時,電流表示數(shù)將變大
D.當RT處出現(xiàn)火災(zāi)時,指示燈L將變暗
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【題目】如圖所示,兩個不同閉合電路中兩個不同電源的U -I圖象,則下列說法正確的是( )
A.電動勢E1=E2,短路電流I1>I2
B.電動勢E1=E2,內(nèi)阻r1>r2
C.電動勢E1>E2,內(nèi)阻r1<r2
D.當兩電源的工作電流變化量相同時,電源2的路端電壓變化較大
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【題目】對于初速度為零的勻加速直線運動,以下說法正確的是( )
A.物體在1 s、3 s、5 s時的速度之比為1∶3∶5
B.物體在1 s、3 s、5 s內(nèi)的位移之比為1∶32∶52
C.物體經(jīng)過1 m、3 m、5 m所用時間之比為1∶3∶5
D.物體經(jīng)過1 m、3 m、5 m時的速度之比為1∶∶
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【題目】一輛小車靜止在水平地面上,bc是固定在小車上的水平橫桿,物塊M穿在桿上,M通過線懸吊著小物體m,m在小車的水平底板上,小車未動時,細線恰好在豎直方向上,現(xiàn)使車向右運動,全過程中M始終未相對桿bc移動,M、m與小車保持相對靜止,已知a1∶a2∶a3∶a4=1∶2∶4∶8,M受到的摩擦力大小依次為Ff1、Ff2、Ff3、Ff4,則以下結(jié)論正確的是( ).
A.Ff1∶Ff2=1∶2B.Ff2∶Ff3=1∶2C.Ff3∶Ff4=1∶2D.tan α=2tan θ
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