【题目】两个点电荷分别固定于x轴上,电量大小分别为Q和2Q,在它们形成的电场中,有一个试探电荷+q沿x轴从+∞向坐标原点O运动,其电势能Ep随x变化的关系如图所示,图中x0已知,且该处电势能最小,当x→+∞时,电势能Ep→0;当x→0时,电势能Ep→+∞。根据图象提供的信息可以确定( )
A.在x0处电场强度为零
B.在x轴上x>x0的区域电场方向向右
C.两个点电荷的电性
D.2Q在x轴上的坐标为
【答案】ACD
【解析】
A.图线Ep-x的斜率表示试探电荷所受的电场力大小,因为电场力F=qE,所以也可以用斜率表示电场强度的大小,在x0处,图线的斜率为零,即该点的电场强度为零,故A正确;
B.在x轴上x>x0的区域,随x增大电势是逐渐升高的,电场强度的方向指向电势降低的方向,所以该区域电场方向应该是水平向左,故B错误;
C.当x→0时,电势能Ep→+∞,而在x>x0的区域内电势为负值,所以正电荷固定在坐标原点O处,负电荷应该在x轴的负轴上,且电荷量应该是2Q,故C正确;
D.x0处的场强为零,正电荷Q在坐标原点,设负电荷2Q距离原点为x,则
解得
所以2Q在x轴上的坐标为,故D正确。
故选ACD。
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【题目】在“用单摆测定重力加速度”的实验中,改变摆长多次测量得到多组周期T和摆长L的值。
(1)测摆长时,若正确测出悬线长l和摆球直径D,则摆长L为__________;
(2)测周期时,当摆球经过__________________位置(选填“平衡位置”或“最高点”)时开始计时并计数1次,测出经过该位置N次(约60~ 100次)的时间为t,则周期T为__________。
(3)甲同学利用所测数据计算出重力加速度的结果比真实值偏小,实验操作上可能出现的失误是___________;
A.计算摆长时没有加上摆球半径
B.选用摆球的质量偏大
C.在时间t内的n次全振动误记为n+1次
D.在时间t内的n次全振动误记为n-1次
(4)乙同学利用所测数据作出T2—L图线如图所示,由图线求出斜率为k,则重力加速度g为______。
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【题目】如图所示,竖直光滑导轨上端接入一定值电阻R,C1和C2是半径都为a的两圆形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外,区域C1中磁场的磁感应强度随时间接B1=b+kt (k>0)变化,C2中磁场的磁感应强度恒为B2,一质量为m.电阻为r、长度为L的金属杆AB穿过C2的圆心垂直地跨放在两导轨上,且与导轨接触良好,并恰能保持静止。则
A. 通过金属杆的电流大小为
B. 通过金属杆的电流方向为从B到A
C. 定值电阻的阻值为R=
D. 整个电路的热功率p=
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【题目】如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D端平齐,一个质量为1kg的小球放在曲面AB上,现从距BC的高度为h=0.6m处静止释放小球,它与BC间的动摩擦因数μ=0.5,小球进入管口C端时,它对上管壁有FN=2.5mg的相互作用力,通过CD后,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧弹性势能Ep=0.5J。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)小球在C处受到的向心力大小;
(2)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm;
(3)小球最终停止的位置。
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【题目】一名杂技演员在两幢高10m的楼之间表演“高空走钢丝”。当他缓慢经过钢丝的中点时,钢丝与水平方向的夹角为10°.已知演员及横杆的总质量为60kg,钢丝重量不计.重力加速度为10m/s2,sin10°=0.17,下列说法正确的有( )
A. 演员经过解丝中点时,钢丝上的力约为3530N
B. 演员经过钢丝中点时,钢丝上的张力约为1765N
C. 演员经过中点后又向右走了几步停下来,此时钢丝对演员的作用力方向朝左上方
D. 如果更换一根更长的钢丝表演,演员经过钢丝中点时,钢丝绳上的张力会减小
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【题目】(1)从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。
例如,玻尔建立的氢原子模型,仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为,氢原子中的电子在库仑力的作用下,绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为m,元电荷为e,静电力常量为k,氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1。氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。已知当取无穷远处电势能为零时,系统的电势能,其中r为电子与氢原子核之间的距离,求处于基态的氢原子的能量。
(2)在微观领域,动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。
a.在轻核聚变的核反应中,两个氘核()以相同的动能做相向的弹性正碰,假设该反应中释放的核能全部转化为氦核()和中子()的动能。已知氘核的质量,中子的质量,氦核的质量,其中1u相当于931MeV。请写出该核反应方程,并求出在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少?(单位用MeV表示,结果保留1位有效数字)
b.裂变反应可以在人工控制下进行,用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞,使中子的速率降下来,从而影响裂变反应的反应速度。如图所示,一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰,中子的质量为m,慢化剂中静止的原子核的质量为M,而且M>m。为把中子的速率更好地降下来,现在有原子核的质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂,通过计算碰撞后中子速度的大小,并说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的好还是质量较小的好。
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【题目】如图所示,P为一理想自耦变压器的滑片,Q为滑动变阻器的滑动触头,在输入交变电压一定的条件下,下列说法正确的是( )
A.Q不动,P向下移动,电流表示数减小,电压表示数增大
B.Q不动,P向上移动,电流表示数减小,电压表示数减小
C.P不动,Q向上移动,电流表示数增大,电压表示数不变
D.P不动,Q向下移动,电流表示数增大,电压表示数不变
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【题目】一U形管竖直放置,管内横截面积处处相等,左管绝热且上端封闭,右管导热且用活塞封闭。活塞a、b、c为厚度可忽略的光滑轻活塞,a隔热,b、c导热,a、b活塞下方为水银,上方为空气(可视为理想气体)。初始时,两空气柱和环境温度均为27℃,管内水银柱和空气柱长度如图所示。缓慢向下推动活塞c,直至a、b活塞处于同一高度为止。测量发现左侧空气柱温度升高5℃。已知大气压强p0=76.0cmHg。(计算结果保留一位小数)
(1)求温度升高后左侧空气柱的压强;
(2)求c活塞向下推动的距离。
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【题目】如图1所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。O是小球抛出时球心在地面上的垂直投影点,实验时,先让入射小球m1多次从斜轨上S位置由静止释放,找到其落地点的平均位置P,测量平抛水平射程OP。然后把被碰小球m2静置于水平轨道的末端,再将入射小球m1从斜轨上S位置由静止释放,与小球m2相撞,多次重复实验,找到两小球落地的平均位置M、N。
(1)图2是小球m2的多次落点痕迹,由此可确定其落点的平均位置对应的读数为_____cm。
(2)下列器材选取或实验操作符合实验要求的是_____
A.在斜槽上涂润滑油可以减少实验误差
B.选用两球的质量应满足m1>m2
C.需用刻度尺测出水平轨道距离地面的高度
D.需用秒表测定小球在空中飞行的时间
E.小球m1每次必须从斜轨同一位置静止释放
(3)在某次实验中,测量出两小球的质量分别为m1、m2,三个落点的平均位置与O点的距离分别为OM、OP、ON。在实验误差允许范围内,若满足关系式_____,即验证了碰撞前后两小球组成的系统动量守恒。(用测量的物理量表示)。
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