【题目】某探究活动小组自主设计了实验装置来测量物体的带电量.如图所示的是一个外表面镀有金属膜的空心带电小球,用绝缘丝线悬挂于O点,O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度θ的量角器,M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(金属板间电场可看作匀强电场).另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、电流表(已知内阻rA=1Ω)、开关、滑动变阻器R及导线若干.已知重力加速度为g.
(1)根据题意回答下列问题:实验电路如甲图已接好,在实验中能够准确读出多组相应的电压表示数U、电流表示数I和丝线偏离竖直方向的角度θ;探究小组同学以电压U为纵坐标,以tan为横坐标,建立直角坐标系.通过绘制图线得到一条倾斜直线(题中未画出),得出斜率为k.为了求出小球所带电荷量q,该小组同学还必须测量的物理量有_________、_________(写出物理量名称及其符号),则小球的带电量q=_________(用题目中给出的和测量的物理量符号表示);
(2)实验探究过程中,有同学提出用此电路可以测电源电动势和内阻;通过改变滑动变阻器的位置,从而改变电表的示数,他设计出以电压U为纵坐标,以电流I为横坐标,建立直角坐标系,作出U-I图线如乙图所示,由此可求得电动势为E=_________,内阻r的准确测量值为_________.
【答案】 小球的质量m 金属板间的距离d 2.8V 1Ω
【解析】(1)小球在电场力、拉力以及重力作用下保静静止状态,则可知电场力与拉力的合力等于重力;受力分析如图所示;
则有:Eq=mgtanθ
根据板间电压与场强间的关系有:U=Ed;
联立可得:
则由数学规律可知,画出的U-tanθ图象中,图象的斜率;
则可知 ; 实验中需要测量的物理量有:小球的质量m;金属板间距离d
(2)根据闭合电路欧姆定律可知:U=E-Ir
由图象可知,图象与纵坐标的交点为电源的电动势;故E=2.8V;
因电路图采用相对电源内接法;故图象的斜率表示内阻与电流表内阻之和,则可知电源内阻与电流表内阻之和 ;
则电源内阻r=r′-rA=2.0-1.0=1.0Ω;
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【题目】用以下器材测量待测电阻Rx的阻值:
待测电阻Rx:阻值约为100Ω;
电源E:电动势约为6.0V、内阻忽略不计;
电流表1:量程50mA、内阻r1=20Ω;
电流表2:量程300 mA、内阻r2约为4Ω
定值电阻R0:阻值为20Ω;
滑动变阻器R:最大阻值为10Ω;
单刀单掷开关S、导线若干.
测量电阻Rx的电路图如图所示
(1)电路图中的电流表A1应该选择电流表 (填“1”或“2”),开关S闭合前,滑动变阻器R滑片应该移到 端(填“A”、“ B”或“无要求”)
(2)若某次测量中电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2,则由已知量和测得量表示Rx的表达式为Rx= .
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【题目】当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点迹。下列关于纸带上点迹的说法中正确的是( )
A. 点迹记录了物体运动的时间
B. 点迹记录了物体在某段时间内的位移
C. 纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状
D. 纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况
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【题目】关于下列四幅图中所涉及晶体微观结构及其解释的论述中,不正确的是
A. 甲图中,晶体中沿不同的方向上微粒排列的情况不同,故晶体在不同的方向上会表现出不同的物理性质
B. 乙图为金刚石中碳原子形成一种紧密结构,相互之间作用力很强,所以金刚石十分坚硬,可制造玻璃刀和钻头
C. 丙图为食盐晶体的点阵结构,晶体的许多特性都与点阵结构有关
D. 丁图为液晶分子的排列示意图,液晶分子的排列会因温度、压强、摩擦等外界条件的微小变动而发生变化,由此引起液晶光学性质的改变
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【题目】如图所示,一质量m=2kg的小型四旋翼遥控无人机从地面由静止开始竖直向上匀加速起飞,经时间t1=6s时的速度大小v1=6m/s。之后,控制遥控器使无人机立即失去升力,当无人机下落到离地面某一高度时控制遥控器使无人机立即获得与上升时大小相等的升力,结果无人机落回地面时的速度恰好为零,已知无人机上升,下落过程中均受到大小恒为f=4N的空气阻力,取g=10m/s2,求
(1)无人机在0~t1时间内受到的升力大小F;
(2)无人机上升的最大高度H;
(3)无人机再次获得升力时的速度大小v2(结果可保留根号)。
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【题目】如图轨道是由一直轨道和一半圆轨道组成,一个小滑块从距轨道最低点B为h的A处由静止开始运动,滑块质量为m,不计一切摩擦.则( )
A. 若滑块能通过圆轨道最高点D,h最小为2.5R
B. 若h=2R,当滑块到达与圆心等高的C点时,对轨道的压力为3mg
C. 若h=2R,滑块会从C、D之间的某个位置离开圆轨道做斜抛运动
D. 若要使滑块能返回到A点,则h≤R
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【题目】功和功率的计算)如图所示,一质量为1.2kg的物体从倾角为30°、长度为10m的光滑斜面顶端由静止开始下滑.则( )
A.物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是60W
B.物体滑到斜面底端时重力做功的瞬时功率是120W
C.整个过程中重力做功的平均功率是30W
D.整个过程中重力做功的平均功率是60W
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【题目】2016年2月11日,美国科学家宣布探测到引力波的存在,引力波的发现将为人类探索宇宙提供新视角,这是一个划时代的发现.在如图所示的双星系统中,A、B两个恒星靠着相互之间的引力正在做匀速圆周运动,已知恒星A的质量为太阳质量的29倍,恒星B的质量为太阳质量的36倍,两星之间的距离L=2×105 m,太阳质量M=2×1030 kg,万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2.若两星在环绕过程中会辐射出引力波,该引力波的频率与两星做圆周运动的频率具有相同的数量级,则根据题目所给信息估算该引力波频率的数量级是( )
A. 102 Hz B. 104 Hz
C. 106 Hz D. 108 Hz
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