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(1)(6分)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量有关。他选用带正电的小球ABA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。

实验表明:两电荷之间的相互作用力,随其距离的________而增大,随其所带电荷量的____________而增大。

此同学在探究中应用的科学方法是__________(选填:“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”)。

(2)(11分)如图1所示,某组同学借用“探究aFm之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:

①为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做__________运动。

②连接细绳及托盘,放人砝码,通过实验得到图2所示的纸带。纸带上0为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0. 1s的相邻计数点ABC、D、EFG实验时小车所受拉力为0. 2N,小车的质量为0.2kg。

请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化△Ek,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位)。

 

O-B

O-C

O-D

O-E

O-F

W/J

0.0432

0. 0572

0. 0734

0. 0915

 

Ek/J

0.0430

0. 0570

0. 0734

0. 0907

 

分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内W= △Ek,与理论推导结果一致。

③实验前已测得托盘质量为7.7×10 -3kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_______kg(g取9.8m/s2,结果保留至小数点后第三位)。

 

【答案】

(1)减小、增大、控制变量法

(2)①匀速直线   ②0.1115   0.1105     ③0.015kg

【解析】(1)偏角越大,说明两小球之间的作用力越大;本实验所用的方法是控制变量法。

(2)①这一步是用来平衡摩擦力,消除摩擦力对实验的影响.②小车所受合外力做的功:;小车到达F点时的速度:,所以小车动能的变化:;③小车的加速度:  由得:托盘中的砝码质量应为:

【考点定位】(1)探究电荷间的相互作用与哪些因素有关实验

(2)加速度与质量 合外力间的定量关系实验.

 

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A、F1>F2B、F1<F2C、F1=F2D、无法确定

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(1)设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0沿O′O的方向从O′点射入,板间不加电场和磁场时,离子打在屏上O点.若在两极板间加一沿+y方向场强为E的匀强电场,求离子射到屏上时偏离O点的距离y0
(2)假设你利用该装置探究未知离子,试依照以下实验结果计算未知离子的质量数.
上述装置中,保留原电场,再在板间加沿-y方向的匀强磁场.现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流,仍从O′点沿O′O方向射入,屏上出现两条亮线.在两线上取y坐标相同的两个光点,对应的x坐标分别为3.24mm和3.00mm,其中x坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的,另一光点是未知离子产生的.尽管入射离子速度不完全相等,但入射速度都很大,且在板间运动时O′O方向的分速度总是远大于x方向和y方向的分速度.

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(1)该组同学首先将一个带正电的球体A固定在水平绝缘支座上.把系在绝缘细线上的带正电的小球B(图甲中未画出)先后挂在图中P1、P2、P3位置,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小.同学们根据力学知识分析得出细线偏离竖直方向的角度越小,小球B所受带电球体A的作用力
 
(填“越大”或“越小”或“不变”),实验发现小球B在位置
 
细线偏离竖直方向的角度最大(填“P1或P2或P3”)
(2)接着该组同学使小球处于同一位置,增大或减少小球A所带的电荷量,比较小球所受作用力大小的变化.如图乙,悬挂在P1点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B.在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球A.当A球到达悬点P1的正下方并与B在同一水平线上B处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度为θ.若两次实验中A的电量分别为q1和q2,θ分别为30°和45°,则
q2q1
 

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科目:高中物理 来源:2013年全国普通高等学校招生统一考试理科综合能力测试物理(四川卷带解析) 题型:实验题

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O-B
O-C
O-D
O-E
O-F
W/J
0.0432
0. 0572
0. 0734
0. 0915
 
Ek/J
0.0430
0. 0570
0. 0734
0. 0907
 
分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内W= △Ek,与理论推导结果一致。
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