【题目】在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中,一同学猜想可能与两电荷的间距和带电荷量有关。他选用带正电的小球A和B,A球放在可移动的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图所示。
实验时,先保持两球的电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大;再保持两球的距离不变,改变A球所带的电荷量,B球所带电荷量不变,观察到A球的电荷量越大,B球悬线的偏角越大。
(1)实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的____而增大,随其所带电荷量_____而增大。(填“增大”或“减小”)此同学在探究中运用的科学方法是_____(填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”)
(2)两球所带电荷量不变,当悬线与竖直方向的夹角分别为30°和60°时,A、B之间距离的比值为_____。
【答案】减小 增大 控制变量法
【解析】
(1)[1][2][3]对小球B进行受力分析,可以得到小球受到的电场力:
即B球悬线的偏角越大,电场力也越大;所以使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球距离越小,B球悬线的偏角越大,说明了两电荷之间的相互作用力,随其距离的减小而增大;两球距离不变,改变小球所带的电荷量,观察到电荷量越大,B球悬线的偏角越大,说明了两电荷之间的相互作用力,随其所带电荷量的增大而增大;先保持两球电荷量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,这是只改变它们之间的距离;再保持两球距离不变,改变小球所带的电荷量,这是只改变电量;所以采用的方法是控制变量法。
(2)[4]两球所带电荷量不变,当悬线与竖直方向的夹角分别为30°和60°时,根据:
知力之比为:
tan30°:tan60°=1:3
根据库仑定律知距离之比为。
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【题目】如图所示,在光滑水平面上钉有两个钉子A和B,一根长细绳的一端系一个小球,另一端固定在钉子A上,开始时小球与钉子A、B均在一条直线上(图示位置),且细绳的一大部分沿俯视顺时针方向缠绕在两钉子上,现使小球以初速度v0在水平面上沿俯视逆时针方向做匀速圆周运动,使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放,在绳子完全被释放后与释放前相比,下列说法正确的是( )
A. 小球的线速度变大
B. 小球的角速度变大
C. 小球的向心加速度变小
D. 细绳对小球的拉力变小
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【题目】趣味运动“充气碰碰球”如图所示,用完全封闭的薄膜充气膨胀成型,人钻入洞中,进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为,压强为。碰撞时气体最大压缩量为(不考虑碰撞时气体温度变化),外界大气压。求
(ⅰ)压缩量最大时,球内气体的压强;
(ⅱ)为保障游戏安全,球内气体压强不能超过。那么,在早晨17℃环境下充完气的碰碰球(),是否可以安全地在中午37℃的环境下游戏碰撞,请通过计算判断(忽略升温引起的球内容积变化)
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【题目】图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图:
(l)下列说法正确的是_____;
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次释放小球的位置可以不同
C.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
D.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降
E.斜槽必须光滑
(2)图乙是正确实验取得的数据,其中O点为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为_____ m/s(g=9.8m/s2);
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长L=5cm,通过频闪照相机,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则照相机的闪光频率为_____Hz,该小球做平抛运动的初速度为_____m/s;抛出点距A点的竖直距离_____ cm(g=10m/s2)。
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【题目】“新冠”席卷全国,在举国上下“抗疫”的斗争中,武汉各大医院出现了一批人工智能机器人。机器人“小易”在医护人员选择配送目的后,就开始沿着测算的路径出发,在加速启动的过程中“小易”“发现”正前方站一个人,立即制动减速,恰好在距离人30cm处停下。“小易” 从静止出发到减速停止,可视为两段匀变速直线运动,其v-t图像如图所示,图中t0=1.6s,v0=5m/s。已知减速时的加速度大小是加速时加速度大小的3倍,“小易”(含药物)的总质量为60kg,运动过程中阻力恒为20N。(结果保留3位有效数字)求:
(1)“小易”从静止出发到减速停止的总位移以及加速过程与减速过程的加速度分别多大;
(2)启动过程的牵引力与制动过程的制动力(不含阻力)分别多大。
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【题目】如图所示,倾角为θ的斜面固定在水平面上,从斜面顶端以速度水平抛出一小球,经过时间恰好落在斜面底端,速度是v,不计空气阻力。下列说法正确的是
A. 若以速度2水平抛出小球,则落地时间大于
B. 若以速度2水平抛出小球,则落地时间等于
C. 若以速度 水平抛出小球,则撞击斜面时速度方向与v成θ角
D. 若以速度 水平抛出小球,则撞击斜面时速度方向与v同向
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【题目】如图3所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止。在物块的运动过程中,下列表述正确的是
A.两个物块的电势能逐渐减少
B.物块受到的库仑力不做功
C.两个物块的机械能守恒
D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力
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【题目】某实验小组做“探究加速度和力、质量的关系”实验
(1)用如图甲所示的装置做实验,图中带滑轮的粗糙长木板放置于水平桌面上,拉力传感器可直接显示所受拉力的大小。做实验时,下列操作必要且正确的是_______。
A.将长木板右端适当垫高,使小车前端的滑轮不挂砂桶时小车能匀速滑动
B.为了减小误差,实验中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
C.小车远离打点计时器,先释放小车,再接通电源,打出一条纸带,同时记录传感器的示数
(2)在正确、规范的操作中,打出一条如图乙所示的纸带,每相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出,纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离,打点计时器使用的电源频率为50Hz,打计数点“3”时小车的速度大小=______m/s;小车做匀加速直线运动
的加速度大小a=______m/s2。(保留三位有效数字)
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【题目】经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”.“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体.如图所示,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两颗星之间的距离为L,质量之比为m1:m2=3:2.则可知( )
A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为2:3
B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为3:2
C. m1、m2做圆周运动的向心力之比为1:1
D. m2做圆周运动的半径为
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