【题目】一个英国人曾提出“人造天梯”的设想:在地球赤道正上方竖起一根足够长的“绳”,使“绳”随着地球同步自转,只要这根绳足够长,就不会坠落,可供人们沿绳攀登上天,即为“人造天梯”。某研究小组用如图所示模型探讨“天梯”的可能性,他们在“天梯”上离地心高于、等于和低于同步卫星高度处各取一小段,其质量分别为m1、m0和m2。设地球自转角速度为ω,地球半径为R。以下是研究小组分析论证,正确的是
A. 建“人造天梯”的设想从理论上是可行的,只要“人
造天梯”的高度大于某一确定高度便能直立赤道上空
供人们攀登
B. “人造天梯”上距地面高度恰好等于同步卫星高度的一小段(m0),其所需向心力为m0(R+r0)ω2
C. “人造天梯”上距地面高度大于同步卫星高度的一小段(m2),其所受地球引力小于随地球同步转动所需向心力,将有远离地心向上飘升趋势
D. 大量观察已证实地球自转速度慢慢减小。若只考虑地球自转因素影响,现在刚好能够直立于赤道上空“人造天梯”,若干年后“人造天梯”将会远离地心向上飘升
【答案】AC
【解析】A、只要“人造天梯”的高度大于某一确定高度,“人造天梯”的重力提供缆绳随地球同步自转所需的向心力,故不会坠落.A正确;
B、由图可知,“人造天梯”上距地面高度恰好等于同步卫星高度的一小段(m0)对应的轨道半径是r0,所以其所需向心力为.B错误;
C、由题可知,“人造天梯”各部分的角速度是相等的,根据可知,距离地面越远处需要的向心力越大,而地球提供的万有引力:
,
可知距离地面越远处越小,所以“人造天梯”上距地面高度大于同步卫星高度的一小段(m2),其所受地球引力小于随地球同步转动所需向心力,将有远离地心向上飘升趋势,C正确;
D、由于地球自转速度慢慢减小,根据可知,现在刚好能够直立于赤道上空“人造天梯”,若干年后“人造天梯”需要的向心力减小,则将会沿地心方向下落,D错误;
故选AC。
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【题目】如图甲所示,质量m=4kg的物体在水平面上向右做直线运动.过a点时给物体作用一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得v﹣t图象如图乙所示.(取重力加速度为10m/s2)求:
(1)8s末物体离a点的距离
(2)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数μ.
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【题目】如图所示,在平面直角坐标系中,第三象限里有一加速电场,一个电荷量为q、质量为m的粒子,从静止开始经加速电场加速后,垂直x轴从A点进入第二象限,A点到坐标原点O的距离为R。在第二象限的区域内,存在着指向O点的均匀辐射状电场,距O点R处的电场强度大小均为E,粒子恰好能垂直y轴从P点进入第一象限。当粒子从P点运动一段距离R后,进入一圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感强度为B=,粒子在磁场中速度方向偏转60o,粒子离开磁场区域后继续运动,通过x轴上的Q点进入第四象限。
求:(1)加速电场的电压U;
(2)圆形匀强磁场区域的最小面积;
(3)求粒子在第一象限中运动的时间。
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【题目】在静电场中,将一正电荷从a点移到b点,电场力做了负功,则( )
A.该电荷的电势能一定减小B.b点的电势一定比a点高
C.电场线方向一定从b指向aD.b点的电场强度一定比a点大
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【题目】根据所学知识完成填空:
(1)如图1所示为某同学所安装的“探究加速度a与合力F、质量m的关系”的实验装置,在图示状态下,开始做实验,该同学所用装置和操作中的主要错误(只写两处)是:
①;
② .
(2)改正实验装置后,应先平衡小车所受的阻力,具体操作为:取下 , 把木板不带滑轮的一端垫高;接通打点计时器电源,轻推小车,若发现小车拖着纸带做加速运动,则应(填“增大”或“减小”)木板的倾角.反复调节,直到纸带上打出的点迹为止.
(3)在“探究加速度a与质量m的关系”时,某同学按照自己的方案将实验数据都在坐标系中进行了标注,但尚未完成图象(如图2所示).请继续帮助该同学作出坐标系中的图象.
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【题目】杨涛和李科奥两位同学在实验室利用如图甲所示的电路,测定电源电动势E的大小、内电阻r和定值电阻的阻值.调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A和电压表
的测量数据,另一同学记录的是电流表A和电压表
的测量数据,并根据测量数据分别描绘了如图乙所示的M、N两条U-I直线。请回答下列问题:
(1).根据两位同学描绘的M、N两条直线可知(_____)
A.直线M是根据电压表和电流表A的数据画得的
B.直线M是根据电压表和电流表A的数据画得的
C.直线N是根据电压表和电流表A的数据画得的
D.直线N是根据电压表和电流表A的数据画得的
(2).图象中两直线交点的物理意义是(_____)
A.滑动变阻器的滑动头P滑到了最左端
B.电源的输出功率最大
C.定值电阻上消耗的功率为0.5W
D.电源的效率达到最大值
(3).根据图乙可以求得定值电阻=____Ω,电源电动势E=____V,内电阻r=____Ω。
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【题目】如图所示,位于竖直侧面的物体A的质量mA=0.5kg,放在水平面上的物体B的质量mB=1.0kg,物体B与桌面间的动摩擦因数μ=0.2,轻绳和滑轮间的摩擦不计,且轻绳的OB部分水平,OA部分竖直,取g=10m/s2 . 问:
(1)若用水平力F向左拉物体B,使物体B以加速度a=2m/s2向左做匀加速直线运动,所需水平力是多大?
(2)若用与水平方向成37°角斜向左上的外力F′拉物体B,使物体B以加速度a=2m/s2向左做匀加速直线运动,则所需外力F′是多大?此过程物体B对水平面的压力是多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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【题目】某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源电压为6V,频率为50HZ.重物从高处由静止开始下落,重物拖着的纸带上打出一系列的点,对纸带上的点测量并分析,即可验证机械能守恒定律.
(1)这位同学进行正确操作后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量,如图乙所示,其中点为起始点,
、
、
、
、
、
为六个计数点.根据纸带上的测量数据,当打
点时重物的速度为_______m/s(保留3位有效数字)
(2)他继续根据纸带算出各点的速度,量出下落的高度
,并以
为纵轴,以
为横轴画出图象,则所画的图象应是下面的________
A、A B、B C、C D、D
(3)他进一步分析,发现本实验存在较大的误差,为此对实验设计进行了改进,用如图丙所示的实验装置来验证机械能守恒定律:通过电磁铁控制的小铁球从点自由下落,下落过程中经过光电门
时,通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光的时间
,用毫米刻度尺测出
之间的距离
,用游标卡尺测得小铁球的直径
.重力加速度为
.实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束,则小铁球经过光电门时瞬时速度
______.如果
、
、
、
存在关系式
______________,就可验证机械能守恒定律.
(4)比较两个方案,改进后的方案相比原方案最主要的优点是_______________________.
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