【题目】暗物质是二十一世纪物理学之谜,对该问题的研究可能带来一场物理学革命.为了探测暗物质,我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星.已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动,经过时间t(t小于其运动周期),运动的弧长为s,与地球中心连线扫过的角度为β(rad),引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A. “悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
B. “悟空”的线速度大于第一宇宙速度
C. “悟空”的环绕周期为
D. “悟空”的质量为
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【题目】(11分)图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。
(1)完成下列实验步骤中的填空:
①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1,s2,…。求出与不同m相对应的加速度a。
⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出--m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则与m处应成_________关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列填空:
(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。
(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=__________mm,s3=__________mm。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。
(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为___________,小车的质量为___________。
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【题目】“快乐向前冲”节目中有这样一种项目,选手需要借助悬挂在高处的绳飞跃到鸿沟对面的平台上,如果已知选手的质量为m,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角为α,如图所示,不考虑空气阻力和绳的质量(选手可看为质点),下列说法正确的是
A. 选手摆动到最低点时所受绳子的拉力等于mg
B. 选手摆到最低点时所受绳子的拉力大于mg
C. 选手摆到最低点时受绳子的拉力大于选手对绳子的拉力
D. 选手摆到最低点的运动过程为匀变速曲线运动
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【题目】单相交流发电机端电压220V,外送44KW电功率,输电线路电阻为0.5Ω,若发电机输出电压经1:10变压器升压后送电,经同样输电线路,用10:1变压器降压再送到用户,设变压器都是理想的,求这时用户得到的电压和电功率各是多少?
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【题目】如图所示,在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动,某一时刻它们恰好在同一直线上,下列说法正确的是( )
A. 根据可知,运行速度满足vA>vB>vC
B. 运转角速度满足ωA>ωB>ωC
C. 向心加速度满足aA<aB<aC
D. 运动一周后,A最先回到图示位置
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【题目】匀强电场的电场强度E随时间t变化的图像如图所示。当t=0时,在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子(带正电),设带电粒子只受电场力的作用,则下列说法中正确的是( )
A. 2 s末带电粒子的速度为零
B. 3 s末带电粒子回到原出发点
C. 带电粒子将始终向同一个方向运动
D. 0~3 s内,电场力始终做正功
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【题目】如图所示,木板长为l,木板的A端放一质量为m的小物体,物体与板间的动摩擦因数为μ.开始时木板水平,在绕O点缓慢转过一个小角度θ的过程中,若物体始终保持与板相对静止.对于这个过程中各力做功的情况,下列说法中正确的是( )
A. 摩擦力对物体所做的功为mglsin θ(1-cos θ)
B. 弹力对物体所做的功为mglsin θcos θ
C. 木板对物体所做的功为mglsin θ
D. 合力对物体所做的功为mglcos θ
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【题目】如图为远距离输电的示意图,若电厂输出电压u1=220sin100πt(V),则下列表述正确的是( )
A. U1<U2,U3>U4
B. U1=220V
C. 若U2提高为原来的10倍,输电线上损失的功率为原来的
D. 用户得到的交变电流频率为25Hz
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【题目】为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,甲、乙同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的质量,m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验过程中,电火花计时器应接在________(填“直流”或“交流”)电源上
(2)实验时,一定要进行的操作是________。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录力传感器的示数
D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M。
(3)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出打“3”计数点时小车的速度大小为v=_______m/s,小车的加速度为________m/s2(结果保留三位有效数字)。
(4)甲同学以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图象是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为____________。
A. B. C. D.
(5)乙同学根据测量数据做出如图所示的a-F图线,该同学做实验时存在的问题是_____。
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