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【题目】对于不同类型的物体和运动情况,测量速率的方法往往是不同的,当然测量速度的方法也受到历史的局限性和实验室提供的仪器的限制。
(1)历史上,由于测量条件的限制,伽利略无法用直接测量运动速度的方法来寻找自由落体的运动规律。因此他设想用斜面来“冲淡”重力,“放慢”运动,而且把速度的测量转化为对路程和时间的测量,并把自由落体运动看成为沿倾角为90°的斜面下滑运动的外推。假设一个时间单位为T,一个长度单位d,实验中记录了小球沿光滑斜面在不同时间内相对于起始点的距离,如下表所示,则分析表中数据可知,小球在t=3T时刻的瞬时速度等于多少?(用已知量T、d表示即可)
时间 | 0 | T | 2T | 3T | 4T | 5T | 6T |
距离 | 0 | d | 4d | 9d | 16d | 25d | 36d |
(2)带电粒子的速度可以利用速度选择器进行测量。如下图所示,真空环境中平行放置的金属板间距为d,两板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场,带电粒子以某一速度两金属板的左侧中间沿平行于金属板面的方向射入两板间,当板间电压为U时,带电粒子恰好沿直线(图中虚线)穿越两板,不计带电粒子的重力,求它的速度大小?
(3)由于中子不带电,因此中子的速度无法直接使用速度选择器进行测量,可以采用碰撞的方法进行间接测量。低速中子与静止的原子核发生相互作用,有一定概率会与原子核发生弹性正碰。假设一群低速中子的速度大小相同,甲、乙原子核质量分别为M1、M2,这群中子中的两个中子分别与静止的甲、乙两原子核发生弹性正碰后,利用电偏转或磁偏转的方法测量得甲、乙原子核被碰后的速度大小分别为v1、v2,求这群中子的速度大小?
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【题目】水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨,两导轨间距为d,在导轨上有质量为m的导体杆。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中。现用一水平恒力F向右拉动导体杆由静止开始运动,杆与轨道之间的摩擦和空气阻力,以及导轨的电阻均可忽略不计。假设导轨长度足够长,磁场的范围也足够大,在整个运动过程中杆与轨道保持垂直且良好接触。
(1)若在导轨之间接有一阻值为R的定值电阻,导体杆接两轨道之间的电阻为r,如图甲所示,求:
①导体杆所能达到的最大速度vm;
②导体杆运动距离为s0过程中,通过电阻R的电荷量q;
(2)若导体杆的电阻可忽略不计,在导轨之间接有一电容为C的不带电的电容器,如图乙所示,在电容器不会被击穿的情况下,
①电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小v的关系;
②请分析说明导体杆运动的性质,并求出导体杆在时间t内通过的位移s大小。
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【题目】如图所示,长为2R的水平轨道AB与半径为R的竖直半圆形轨道BCD相切于B点,整个空间存在沿水平方向的匀强电场。今将质量为m的带正电物块(可视为质点)从水平轨道的A端由静止释放,滑块在电场力的作用下沿轨道运动并通过D点。已知电场力的大小是物块所受重力的2倍,空气阻力及轨道的摩擦均可忽略不计,重力加速度为g。求:
(1)滑块从A端运动到B端所需的时间t;
(2)滑块从A端运动到B端电场力的冲量大小I;
(3)滑块通过圆形轨道B点时的加速度大小aB;
(4)滑块通过圆形轨道B点时对轨道压力大小NB;
(5)滑块通过D点时的速度大小v
(6)请比较滑块在B、D两点机械能的大小,说明理由。
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【题目】如图所示,一个电子由静止开始经加速电场加速后,又沿中心轴线从O点垂直射入偏转电场,并从另一侧射出打到荧光屏上的O点, 点为荧光屏的中心。已知电子质量,电荷量,加速电场电压U0=2500V,偏转电场电压,极板的长度,板间距离,极板的末端到荧光屏的距离 (忽略电子所受重力,结果保留两位有效数字)。求
(1)电子射入偏转电场时的初速度;
(2)电子打在荧光屏上的P点到点的距离h;
(3)电子经过偏转电场过程中电场力对它所做的功W。
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【题目】关于电梯地板上的物体,其受力分析正确的是
A. 电梯加速向上运动时,物体所受支持力大于重力
B. 电梯减速向上运动时,物体所受支持力大于重力
C. 电梯加速向下运动时,物体所受支持力小于重力
D. 电梯减速向下运动时,物体所受支持力小于重力
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【题目】某同学在“利用单摆测量重力加速度”的实验中,采用图1所示的实验装置。
(1)为提高实验精度,组装单摆时,在下列器材中,应该选用___;(用器材前的字母表示)
A.长度为30cm左右的细线
B.长度为1m左右的细线
C.直径为1.0cm的塑料球
D.直径为1.0cm的实心钢球
(2)下表是某同学记录的5组实验数据,并做了部分计算处理。
组次 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
摆长L/cm | 70.00 | 80.00 | 90.00 | 100.00 | 110.00 |
50次全振动时间t/s | 84.0 | 90.0 | 95.5 | 100.0 | 105.0 |
振动周期T/s | 1.68 | 1.80 | 1.91 | 2.10 | |
重力加速度g/(m·s-2) | 9.79 | 9.74 | 9.73 | 9.85 |
请计算出第4组实验中的T=______s,g=______m/s2,(结果保留3位有效数字)
(3)为了减小实验误差,他决定用图象法处理数据,利用上表数据作出T2-L图象如图所示。计算出图线的斜率为k,则重力加速度测量值的表达式为g=________。
(4)某研学小组利用单摆制作了一种测量微小时间差的装置,它由两个摆长有微小差别的单摆构成,两个单摆的悬挂点位于同一高度的前后两个不同点,使得两单摆摆动平面前后相互平行。具体操作如下:首先测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.00s和49.00s,然后把两摆球向右拉至相同的摆角处(小于5°),事件1发生时立刻释放长摆摆球,事件2发生时立刻释放短摆摆球,测得短摆经过8全振动后,两摆恰好第一次同时同方向通过某位置,由此可得出事件1到事件2的微小时间差Δt=________s。为了提高该装置对时间差的分辨能力,你认为可以做出的改进是什么?____(至少说一种)
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【题目】在“测定玻璃的折射率”的实验中,实验小组在白纸上放好玻璃砖MNPQ,画出玻璃砖与空气的两个界面aa'和bb'(如图),在玻璃砖的一侧插上大头针Pl。
(1)接下来他们要完成的步骤可以是_______
A. 在玻璃砖的另一侧插上大头针P2,使P2挡住P1的像,撤去玻璃砖,拔出大头针,描绘出光路图
B. 在玻璃砖的另一侧插上大头针P2和P3,使P2、P3均能挡住P1的像,撤去玻璃砖,拔出大头针,描绘出光路图
C. 在P1的同侧插上大头针P2,在玻璃砖的另一侧插上大头针P3,使P3能同时挡住P1和P2的像,撤去玻璃砖,拔出大头针,描绘出光路图
D. 在P1的同侧插上大头针P2,在玻璃砖的另一侧插上大头针P3和P4,使P3能同时挡住P1和P2的像,使P4能同时挡住P3以及P1和P2的像,撤去玻璃砖,拔出大头针,描绘出光路图
(2)某次实验中,实验小组一直无法透过玻璃砖看到另一侧的两枚大头针重叠在一起,这可能是因为_________
A. 沿两枚大头针的光线没能射入玻璃砖
B. 沿两枚大头针的光线在进入玻璃砖之后直接从MP或NQ侧面射出了
C. 沿两枚大头针的光线在玻璃砖aa'或bb'界面发生了全反射
(3)实验小组内的三位学生在实验中
①第一位学生在纸上正确画出了玻璃砖的两个折射面aa′和bb′。因不慎碰动了玻璃砖,使它向aa′方向平移了一点(如图1所示),以后的操作都正确无误,并仍以aa′和bb′为折射面画出了光路图,这样测出的折射率n的值将_____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
②第二位学生为了避免笔尖触划玻璃砖的折射面,画出的aa′和bb′都比实际的折射面向外侧平移了一些(如图2所示)以后的操作都正确无误,并仍以aa′和bb′为折射面画出了光路图,这样测出的折射率n的值将_____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
③第三位学生的操作和所画的光路图都正确无误,只是所用的玻璃砖的两个折射面不平行(如图3所示)。用这块玻璃砖测出的折射率n的值将_____(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(4)另一实验小组的甲、乙、丙、丁四位同学实验中得到如图所示的插针结果,由图可知
①从图上看,肯定把针插错了的同学是_____。
②从图上看,测量结果准确度最高的同学是_____。
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【题目】如图所示,一个质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力),从两平行板左侧中点沿垂直场强方向射入,当入射速度为v时,恰好穿过电场而不碰金属板.要使粒子的入射速度变为,仍能恰好穿过电场,则必须再使( )
A.粒子的电荷量变为原来的
B.两板间电压减为原来的
C.两板间距离增为原来的4倍
D.两板间距离增为原来的2倍
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【题目】如图所示,匀强电场场强为1×103N/C,ab=dc=4 cm,bc=ad=3 cm,则下述计算结果正确的是( )
A.ab之间的电势差为4 000V
B.ac之间的电势差为50V
C.将q=-5×10﹣3C的点电荷沿abc或adc从a移到c静电力做功都是-0.25J
D.将q=-5×10﹣3C的点电荷沿矩形路径abcda移动一周,静电力做功为零
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【题目】如图甲所示,水平桌面上固定有一位于竖直平面内的弧形轨道A,其下端的切线是水平的,轨道的厚度可忽略不计。将小铁块B从轨道的固定挡板处由静止释放,小铁块沿轨道下滑,最终落到水平地面上。若测得轨道末端距离水平地面的高度为h,小铁块从轨道飞出到落地的水平位移为x,已知当地的重力加速度为g。
(1)求小铁块落至水平地面时的速度;
(2)若在竖直木板上固定一张坐标纸(如图乙所示),并建立直角坐标系xOy,使标原点O与轨道槽口末端重合,y轴与重垂线重合,x轴水平。实验中使小铁块每次都从固定挡板处由静止释放并沿轨道水平抛出。依次下移水平挡板的位置,分别得到小铁块在水平挡板上的多个落点,在坐标纸上标出相应的点迹,再用平滑曲线将这些点迹连成小铁块的运动轨迹。在轨迹上取一些点得到相应的坐标(x1、y1)、(x2、y2)、(x3、y3)、(x4、y4)……。
①若x1=x2-x1=x3-x2=x4-x3,试写出y1、y2、y3、y4之间的关系;
②若y1=y2-y1=y3-y2=y4-y3,试写出x1、x2、x3、x4之间的关系。
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