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【題目】類比法經(jīng)常用到科學(xué)研究中。科學(xué)家在探索未知領(lǐng)域的規(guī)律時,常常將在未知新領(lǐng)域?qū)嶒炛械玫降臏y量結(jié)果和實驗現(xiàn)象與已知的物理規(guī)律作類比,從而推測出未知領(lǐng)域可能存在的規(guī)律。然后再通過實驗進行檢驗,以確定類比得到的結(jié)論是否正確。
經(jīng)典物理告訴我們,若規(guī)定相距無窮遠(yuǎn)時引力勢能為0,則兩個質(zhì)點間引力勢能的表達(dá)式為,其中G為引力常量,m1、m2為兩個質(zhì)點的質(zhì)量,r為兩個質(zhì)點間的距離。
(1)把電荷之間相互作用的力及電勢能與萬有引力及引力勢能作類比,我們可以聯(lián)想到電荷之間相互作用的力及電勢能的規(guī)律。在真空中有帶電荷量分別為+q1和-q2的兩個點電荷,若取它們相距無窮遠(yuǎn)時電勢能為零,已知靜電力常量為k,請寫出當(dāng)它們之間的距離為r時相互作用的電勢能的表達(dá)式。
(2)科學(xué)家在研究頂夸克性質(zhì)的過程中,發(fā)現(xiàn)了正反頂夸克之間的強相互作用勢能也有與引力勢能類似的規(guī)律,根據(jù)實驗測定,正反頂夸克之間的強相互作用勢能可表示為,其中A是已知數(shù)值為正的常量,r為正反頂夸克間的距離。請根據(jù)上述信息,推測正反頂夸克之間強相互作用力大小的表達(dá)式(用A和r表示)。
(3)如果正反頂夸克在彼此間相互作用下繞它們連線的中點做穩(wěn)定的勻速圓周運動,若正反頂夸克系統(tǒng)做勻速圓周運動的周期比正反頂夸克本身的壽命小得多,則一對正反頂夸克可視為一個處于“束縛狀態(tài)”的系統(tǒng)。已知正反頂夸克質(zhì)量都是m(不考慮相對論效應(yīng)),根據(jù)玻爾理論,如果正反頂夸克粒子系統(tǒng)處于束縛態(tài),正反頂夸克粒子系統(tǒng)必須像氫原子一樣滿足的量子化條件為: 式中n稱為量子數(shù),可取整數(shù)值1,2,3,,h為普朗克常量,rn為系統(tǒng)處于量子數(shù)為n的狀態(tài)時正反頂夸克之間的距離,vn是系統(tǒng)處于該狀態(tài)時正反頂夸克做圓周運動的速率。
若實驗測得正反頂夸克的壽命為τ=0.40×10-24s,并且已知組合常數(shù),其中A為(2)中的常數(shù)。根據(jù)已知條件在以上模型中通過計算判斷,正反頂夸克能否構(gòu)成一個處在束縛狀態(tài)的系統(tǒng)?
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【題目】如圖所示,MN和PQ表示垂直于紙面的兩個相互平行的平面,在這兩個平面之間的空間區(qū)域內(nèi)存在著相互垂直的勻強電場和勻強磁場,其中磁場方向與紙面垂直。一個帶電粒子以某一初速度由MN平面上的A點沿垂直MN平面的方向進入這個場區(qū)恰能沿直線運動,并從PQ平面上的C點離開場區(qū),AC連線與兩平面垂直。如果這個區(qū)域只有電場,其他條件不變,則粒子從PQ平面上的B點離開場區(qū);如果這個區(qū)域只有磁場,其他條件不變,則粒子從PQ平面上的D點離開場區(qū)。若粒子在上述三種情況下通過場區(qū)的總時間分別是t1、t2和t3,運動的加速度大小分別為a1、a2和a3,不計空氣阻力及粒子所受重力的影響,則下列判斷中正確的是( )
A. t1=t2=t3,a1<a2<a3
B. t2<t1<t3 ,a1<a3<a2
C. t1=t2<t3,a1<a2=a3
D. t1=t3>t2, a1=a3<a2
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【題目】如圖所示實驗裝置可用來探究影響平行板電容器電容的因素,其中電容器左側(cè)極板和靜電計外殼接地,電容器右側(cè)極板與靜電計金屬球相連.
(1)用絲綢摩擦過的玻璃棒接觸______極板(選填左側(cè)或右側(cè))使電容器帶電.
(2)下列關(guān)于實驗中使用靜電計的說法中正確的有________
A.使用靜電計的目的是觀察電容器電壓的變化情況
B.使用靜電計的目的是測量電容器電量的變化情況
C.靜電計可以用電壓表替代
D.靜電計可以用電流表替代
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【題目】如圖所示,平行線代表電場線,但未標(biāo)明方向,一個帶正電、電量為10﹣6C的微粒在電場中僅受電場力作用,當(dāng)它從A點運動到B點時動能減少了10﹣5J,已知A點的電勢為﹣10V,則以下判斷正確的是( )
A. 微粒的運動軌跡如圖中的虛線1所示
B. 微粒的運動軌跡如圖中的虛線2所示
C. B點電場強度為零
D. B點電勢為﹣20V
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【題目】一端裝有定滑輪的粗糙斜面體放在地面上,A、B兩物體通過細(xì)繩連接,并處于靜止?fàn)顟B(tài)(不計繩的質(zhì)量和繩與滑輪間的摩擦),如圖所示.現(xiàn)用水平力F作用于物體B上,緩慢拉開一小角度,此過程中斜面體與物體A仍然靜止.則下列說法正確的是( )
A.水平力F一定變大
B.物體A所受斜面體的摩擦力一定變大
C.物體A所受斜面體的支持力一定不變
D.斜面體所受地面的支持力一定不變
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【題目】如圖所示,平行板電容器兩極板A和B分別與電源的正、負(fù)極相連且A板接地,P為兩極板間的一點.現(xiàn)保持B板不動,將A板慢慢向上平移到圖中虛線所示的位置,這時( )
A. 電容器兩極板間的電勢差減小
B. P點的場強增大
C. P點的電勢降低
D. 固定在P點的負(fù)電荷的電勢能將減小
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【題目】如圖所示,處在平直軌道上的甲乙兩物體相距s,同時同向開始運動,甲以初速度v 加速度a1 做勻加速運動,乙做初速度為零,加速度為a2 的勻加速運動,假設(shè)甲能從乙旁邊通過,下述情況可能發(fā)生的是( )
A.a1=a2時能相遇兩次
B.a1>a2時能相遇兩次
C.a1<a2時能相遇兩次
D.a1<a2時能相遇一次
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