【題目】如圖甲所示,光滑、足夠長的水平絕緣板沿x軸正向放置,在第一象限內(nèi)存在沿x軸方向的電場,其電勢φ隨位置x的變化圖像如圖乙所示。帶電量為q=+2×10-3C,質(zhì)量為m=0.lkg的小球B靜置于O點,與B球形狀相同、質(zhì)量為0.3kg的絕緣不帶電小球A以初速度vA0=10m/s向B運動,兩球發(fā)生彈性碰撞后進(jìn)入電場,在電場中兩球又發(fā)生多次彈性碰撞,已知每次碰撞時間極短,小球B的電荷量始終不變,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)電場強度的大小和方向;
(2)第二次碰撞的位置;
(3)第三次碰撞前瞬間B球的速度大小和方向。
【答案】(1) 沿x軸負(fù)向,(2) (3) 沿x軸負(fù)向
【解析】(1)由圖乙可知,沿x軸正向電勢均勻增大,則場強方向為x軸負(fù)向,大小為
(2)第一碰撞時,兩小球動量守恒,機(jī)械能守恒:
解得碰后A的速度:vA1=5m/s;B的速度:vB1=15m/s
碰后AB兩球進(jìn)入電場,A做勻速運動,B做勻減速直線運動,
其加速度大。
設(shè)經(jīng)過時間t1兩球第二次相碰,則有
解t1=1s此時B的速度
解得 (負(fù)號表示方向沿x軸負(fù)向),能與A發(fā)生碰撞;此時碰撞位置離O點的距離為x1=vA1t1=5m;
第2次碰撞的坐標(biāo)為(5m,0)
(3)第二次碰撞時:
解得;vB2=10m/s
設(shè)經(jīng)過題時間兩球第三次相碰,則:
解得t2=1s,
此時
解得vB2′=-10m/s,方向沿x軸負(fù)向.
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【題目】某同學(xué)為研究橡皮筋伸長與所受拉力的關(guān)系,做了如下實驗:
①如圖所示,將白紙固定在制圖板上,橡皮筋一端固定在O點,另一端A系一小段輕繩(帶繩結(jié));將制圖板豎直固定在鐵架臺上。
②將質(zhì)量為m=100g的鉤碼掛在繩結(jié)上,靜止時描下橡皮筋下端點的位置;用水平力拉A點,使A點在新的位置靜止,描下此時橡皮筋端點的位置;逐步增大水平力,重復(fù)5次……
③取下制圖板,量出各點到O的距離;量出各次橡皮筋與之間的夾角
④在坐標(biāo)紙上做出的圖像如下圖。
完成下列填空:
(1)已知重力加速度為g,當(dāng)橡皮筋與間的夾角為時,橡皮筋所受的拉力大小為_________(用g、m、表示)。
(2)取,由圖(b)可得橡皮筋的勁度系數(shù)k=________N/m,橡皮筋的原長________m。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
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【題目】2016年6月和8月,我國在西昌和酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,分別發(fā)射了第二十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星G7和世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”。G7屬地球靜止軌道衛(wèi)星(高度距地面約36000km),“墨子號”的圓形軌道距地面的高度約為500km。關(guān)于在軌運行的這兩顆衛(wèi)星,下列說法正確的是( )
A. “墨子號”的運行速度大于7.9km/s
B. 北斗G7的運行速度大于11.2km/s
C. “墨子號”的運行周期比北斗G7大
D. “墨子號”的向心加速度比北斗G7大
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m1的書和質(zhì)量為m2的雜志疊放在水平桌面上,書和雜志之間的動摩擦因數(shù)為μ1,雜志和桌面之間的動摩擦因數(shù)為μ2。現(xiàn)對書施加一水平向右的拉力F,書在雜志上滑動,而雜志保持靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度為g,最大靜摩擦力認(rèn)為等于滑動摩擦力,則( )
A. 雜志受到桌面的摩擦力為2(m1+m2)g
B. 若F>μ2 (m1+m2)g時.雜志將開始滑動
C. 若將F作用在雜志上,當(dāng)F>μ2 (m1+m2)g+μ1mg時,可以抽出雜志
D. 若將F作用在雜志上,當(dāng)F>(μ1+μ2 )(m1+m2)g時,可以抽出雜志
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【題目】如圖是某同學(xué)驗證牛頓第二定律的裝置,他將質(zhì)量分別為M1、M2(M2=M1)的兩個重物(每個重物均有相同質(zhì)量的n個鉤碼組成)用輕繩連接,放在光滑的輕質(zhì)滑輪上這時系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。然后在輕繩上固定一個寬度為d的擋光片,在豎直立柱上相距為L的地方固定兩個光電門,最后調(diào)整M1和M2的鉤碼個數(shù),使M2向下加速運動,擋光片依次通過D1、D2光電門。
(1)若擋光片通過光電門D1和D2的時間分別為t1和t2,則重物M2的加速度大小a=_________。(用字母d、t1、t2、L表示結(jié)果)
(2)若驗證系統(tǒng)的加速度與合力成正比,則下列做法可行的是________。
A.從M1中分別取1個、2個、3個……鉤碼,依次掛在M2下方
B.從M2中分別取1個、2個、3個……釣碼,依次掛在M1下方
C.把M1中的鉤碼依次減少1個、2個、3個……
D.把M2中的鉤碼依次增加1個、2個、3個……
(3)若驗證系統(tǒng)的加速度與總質(zhì)量成反比,則下列做法可行的是________。
A.把M1中的鉤碼減少1個、2個、3個……,同時把M2中的鉤碼對應(yīng)減少0個、1個、2個……
B.把M1中的鉤碼增加1個、2個、3個……,同時把M2中的鉤碼對應(yīng)增加2個、3個、4個……
C.把M1中的鉤嗎依次減少1個、2個、3個……
D.把M2中的鉤碼依次增加1個、2個,3個……
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【題目】如圖所示,某小組同學(xué)利用DIS實驗裝置研究支架上力的分解。A、B為兩個相同的雙向力傳感器,該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正,受到壓力時讀數(shù)為負(fù)。A連接質(zhì)量不計的細(xì)繩,可沿固定的板做圓弧形移動。B固定不動,通過光滑鉸鏈連接長0.3 m的桿。將細(xì)繩連接在桿右端O點構(gòu)成支架。保持桿在水平方向,按如下步驟操作:
①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB=θ
②對兩個傳感器進(jìn)行調(diào)零
③用另一細(xì)繩在O點懸掛一個鉤碼,記錄兩個傳感器的讀數(shù)
④取下鉤碼,移動傳感器A改變θ角
重復(fù)上述步驟,得到圖示表格1。
(1)根據(jù)表格1,A傳感器對應(yīng)的是表中力_______(選填“F1”或“F2”)。鉤碼質(zhì)量為______kg(保留一位有效數(shù)字)。
(2)某次操作中,有同學(xué)使用相同器材實驗,但將傳感器調(diào)零后再接上支架,其后按①③④步驟重復(fù)實驗,得到圖示表格2,則表格空缺處數(shù)據(jù)應(yīng)接近___________。(保留三位有效數(shù)字,)
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【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組欲用如圖所示的電路,測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。因電池的內(nèi)阻較小,為了防止在調(diào)節(jié)滑動變阻器時造成短路,電路中用一個定值電阻R0起保護(hù)作用。除電池、開關(guān)和導(dǎo)線外,可供選用的實驗器材還有:
電流表:A(量程0~0.6A,內(nèi)阻約為0.1Ω);(量程0~3A,內(nèi)阻約為0.05Ω);
電壓表:V(量程0~3 V,內(nèi)阻約6kΩ);
定值電阻:R0(阻值1Ω);(阻值10Ω);
滑動變阻器:R(阻值范圍0~10Ω、額定電流2A);(阻值范圍0~1k Ω、額定電流1A)
①為了調(diào)節(jié)方便,測量準(zhǔn)確,實驗中應(yīng)選用電流表的量程為____,定值電阻R0的阻值為____,滑動變阻器的阻值范圍為____。
②按正確的器材連接好實驗電路后,接通開關(guān),改變滑動變阻器的阻值R,讀出對應(yīng)的電流表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U,并作記錄。某同學(xué)記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示,試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖中畫出U-I圖線______。
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
I/A | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.40 |
U/V | 1.32 | 1.25 | 1.18 | 1.18 | 1.04 | 0.90 |
③由圖線得到被測電池的電動勢E=______V,內(nèi)阻r=_______Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
④用該實驗電路測出的電動勢值E測___實際值;內(nèi)阻r測____實際值。(選填“>”、“<”或“=”)
⑤引起該實驗系統(tǒng)誤差的主要原因是___。
A.由于電壓表和電流表讀數(shù)不準(zhǔn)確引起誤差
B.由于電流表的分壓作用造成電壓表讀數(shù)總比變阻器和保護(hù)電阻的電壓大
C.由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電源實際電流小
D.保護(hù)電阻R0的使用
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【題目】一根質(zhì)量為m=0.04kg,電阻R=0.5Ω的導(dǎo)線繞成一個匝數(shù)為n=10匝,高為h=0.05m的矩形線圈,將線圈固定在一個質(zhì)量為M=0.06kg,長度與線圈等長的小車上,如圖甲所示。線圈和小車一起沿光滑水平面并以初速度v1=2m/s進(jìn)入垂直于紙面向里的有界勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=1.0T,運動過程中線圈平面和磁場方向始終垂直。小車的水平長度l=10cm,磁場的寬度d=20cm。
圖甲 圖乙
(1)求小車剛進(jìn)入磁場時線圈中的電流方向和線圈所受安培力的大小
(2)求小車由位置2運動到位置3的過程中,線圈產(chǎn)生的熱量Q
(3)在圖乙中畫出小車從剛進(jìn)磁場位置1運動到位置3的過程中速度v隨小車的位移x變化的圖像
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【題目】在光滑絕緣的水平面上,存在平行于水平面向右的勻強電場,電場強度為E,水平面上放置兩個靜止,且均可看做質(zhì)點的小球A和B,兩小球質(zhì)量均為m,A球帶電荷量為+Q,B球不帶電,A、B連線與電場線平行,開始時兩球相距L,在電場力作用下A球與B球發(fā)生對心彈性碰撞,設(shè)碰撞過程中,A、B兩球間無電量轉(zhuǎn)移。
(1)第一次碰撞結(jié)束瞬間A.B兩球的速度各為多大?
(2)從開始到即將發(fā)生第二次碰到這段過程中電場力做了多少功?
(3)從開始即將發(fā)生第二次碰撞這段過程中,若要求A在運動過程中對桌面始終無壓力且剛好不離開水平桌面(時刻除外),可以在水平面內(nèi)加一與電場正交的磁場,請寫出磁場B與時間t的函數(shù)關(guān)系。
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