【題目】根據(jù)牛頓力學經(jīng)典理論,只要物體的初始條件和受力情況確定,就可以預知物體此后的運動情況。
(1)如圖甲所示,空間存在水平方向的勻強磁場(垂直紙面向里),磁感應強度大小為B,一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動,經(jīng)過M點時速度的大小為v,方向水平向左。不計粒子所受重力。求粒子做勻速圓周運動的半徑r和周期T。
圖甲 圖乙
(2)如圖乙所示,空間存在豎直向下的勻強電場和水平的勻強磁場(垂直紙面向里),電場強度大小為E,磁感應強度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子在場中運動,不計粒子所受重力。
a.若該帶電粒子在場中做水平向右的勻速直線運動,求該粒子速度的大。
b.若該粒子在M點由靜止釋放,其運動將比較復雜。為了研究該粒子的運動,可以應用運動的合成與分解的方法,將它為0的初速度分解為大小相等的水平向左和水平向右的速度。求粒子沿電場方向運動的最大距離ym和運動過程中的最大速率vm。
【答案】(1); (2)a. b.
【解析】試題分析(1)粒子在磁場中做勻速圓周運動,根據(jù)洛倫茲力提供向心力,即可求出半徑,根據(jù)周期的定義式求解粒子運動的周期;(2)根據(jù)粒子在復合場中做勻速運動,即電場力與洛倫茲力平衡,求出速度;根據(jù)題設(shè)的要求,將運動進行分解即可求解。
(1)根據(jù)牛頓第二定律有:
解得:
則周期:
(2)a.根據(jù)牛頓第二定律有:
解得:
b.帶電粒子由靜止釋放,其初速度可分解為相等的水平向左和水平向右的速度,設(shè)為v,令
則帶電粒子的運動可分解為沿水平方向的勻速直線運動和在豎直平面內(nèi)的勻速圓周運動。
圓周運動的軌道半徑
所以,則
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【題目】(9分)現(xiàn)有一刻度盤總共有N小格、且刻度均勻,量程未準確確定的電壓表V1,已知其量程在13—16V之間,內(nèi)阻。為測定其準確量程U1,實驗室提供了如下表所列的器材,要求方法簡潔,盡可能減少誤差,并能測出多組數(shù)據(jù)。
器材(代號) | 規(guī)格 |
標準電壓表V2 | 量程3V,內(nèi)阻r2=30kΩ |
電流表A | 量程3A,內(nèi)阻r3=0.01Ω |
滑動變阻器R | 總阻值1kΩ |
穩(wěn)壓電源E | 20V,內(nèi)阻很小 |
開關(guān)S、導線若干 |
某同學設(shè)計了如圖所示的甲、乙、丙三種電路圖:
你認為選擇_______電路圖測量效果最好。(填“甲”、“乙”、“丙”)
(2)根據(jù)測量效果最好的那個電路圖,將下列有關(guān)器材連接成測量電路。
(3)若選擇測量數(shù)據(jù)中的一組來計算V1的量程U1,則所用的表達式U1=_ __,式中各符號表示的物理量是:____。
【答案】(1)乙;(2)實物連線見解析;(3);其中N:V1的總格數(shù);N1:V1的讀出格數(shù),U2:V2的讀數(shù),R1:待測表內(nèi)阻,R2:V2表內(nèi)阻。(兩個表內(nèi)阻可以用150和30代替)
【解析】
試題分析:(1)待測電壓表允許的最大電流為:,而電流表A 的量程為3A,所以兩者串聯(lián)不合適,圖甲不合適;圖丙中兩電壓表的量程相差較大,兩表并聯(lián)也不合適;電壓表V2允許的最大電流,所以兩電表可以串聯(lián),圖乙正確;(2)測量電路如圖:
(3)通過兩電表的電流,V1兩端的電壓:,V1的量程為:,其中其中N:V1的總格數(shù);N1:V1的讀出格數(shù);U2:V2的讀數(shù);R1:待測表內(nèi)阻;R2:V2表內(nèi)阻。
考點:測量電壓表的量程。
【題型】實驗題
【束】
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的導體棒ab的電阻為r,水平放在相距為l的豎直光滑金屬導軌上.導軌平面處于磁感應強度大小為B、方向垂直于導軌平面向外的勻強磁場中.左側(cè)是水平放置、間距為d的平行金屬板.導軌上方與一可變電阻R連接,導軌電阻不計,導體棒與導軌始終接觸良好.重力加速度為g.
(1)調(diào)節(jié)可變電阻的阻值為R1=3r,釋放導體棒,當棒沿導軌勻速下滑時,將帶電量為+q的微粒沿金屬板間的中心線水平射入金屬板間,恰好能勻速通過.求棒下滑的速率v和帶電微粒的質(zhì)量m.
(2)改變可變電阻的阻值為R2=4r,同樣在導體棒沿導軌勻速下滑時,將該微粒沿原來的中心線水平射入金屬板間,若微粒最后碰到金屬板并被吸收.求微粒在金屬板間運動的時間t.
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【題目】如圖所示,水平傳送帶的右端與豎直面內(nèi)的用光滑鋼管彎成的“9“形固定軌道相接,鋼管內(nèi)徑很。畟魉蛶У倪\行速度為v0=6m/s,將質(zhì)量m=1.0kg的可看作質(zhì)點的滑塊無初速地放到傳送帶A端,傳送帶長度為L=12.0m,“9“字全高H=0.8m.“9“字上半部分圓弧半徑為R=0.2m,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3,重力加速度g=10m/s2,試求:
(1)滑塊從傳送帶A 端運動到B端所需要的時間;
(2)滑塊滑到軌道最高點C時對軌道作用力的大小和方向;
(3)若滑塊從“9”形軌道D點水平拋出后,恰好垂直撞在傾角θ=45°的斜面上P點,求P、D兩點間的豎直高度h.
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【題目】北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),其空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成,30顆非靜止軌道衛(wèi)星中有27顆是中軌道衛(wèi)星。中軌道衛(wèi)星高度約為km,靜止軌道衛(wèi)星的高度約為km。下列說法正確的是
A. 中軌道衛(wèi)星的周期一定小于靜止軌道衛(wèi)星的周期
B. 中軌道衛(wèi)星的加速度一定小于靜止軌道衛(wèi)星的加速度
C. 中軌道衛(wèi)星的動能一定小于靜止軌道衛(wèi)星的動能
D. 中軌道衛(wèi)星的軌道平面與地球赤道平面一定重合
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【題目】在“油膜法估測分子大小”的實驗中,某同學用滴管吸取體積濃度為η的油酸酒精溶液,一滴一滴地滴入量筒,記下體積為V的油酸酒精溶液的滴數(shù)為N。之后的操作步驟如下:
A.將帶有方格的玻璃板放在淺盤上,待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后,用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃板上
B.將痱子粉均勻地撒在淺盤內(nèi)的水面上,用滴管吸取體積濃度為η的油酸酒精溶液,從低處向水面中央滴入一滴
C.根據(jù)方格數(shù)目,估算出油酸薄膜的面積為S
以上操作步驟正確的順序是________(填序號)。計算油酸分子直徑的表達式為________。
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【題目】如圖所示,一個長直輕桿兩端分別固定小球A和B,兩球質(zhì)量均為m,兩球半徑忽略不計,桿的長度為L.先將桿豎直靠放在豎直墻上,輕輕撥動小球B,使小球B在水平面上由靜止開始向右滑動,當小球A沿墻下滑距離為時,下列說法正確的是(不計一切摩擦)
A. 桿對小球A做功為mgL
B. 小球A和B的速度都為
C. 小球A、B的速度分別為和
D. 桿與小球A和B組成的系統(tǒng)機械能減少了mgL
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【題目】某同學用圖甲所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù).已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖乙所示,圖中標出了五個連續(xù)點之間的距離.
甲 乙
(1)物塊下滑時的加速度a=________ m/s2,打C點時物塊的速度v=________ m/s.
(2)已知重力加速度大小為g,為求出動摩擦因數(shù),還必須測量的物理量是________(填正確答案標號).
A.物塊的質(zhì)量 B.斜面的高度 C.斜面的傾角
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【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m的小球,用長為l的輕繩懸掛于O點,初始時刻小球靜止于P點。第一次小球在水平拉力F1作用下,從P點緩慢地移動到Q點,此時輕繩與豎直方向夾角為θ(θ<90o),張力大小為FT1;第二次在水平恒力F2作用下,從P點開始運動并恰好能到達Q點,在Q點時輕繩中的張力大小為FT2。關(guān)于這兩個過程,下列說法中正確的是(不計空氣阻力,重力加速度為g)( )
A. 兩個過程中,輕繩的張力均變大
B. 第一個過程中,拉力F1在逐漸變大,且最大值一定大于F2
C. FT1=,FT2=mg
D. 第二個過程中,重力和水平恒力F2的合力的功率先增大后減小
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【題目】某同學欲利用伏安法盡可能精確地測量某一電阻Rx(阻值大約為240 Ω)的阻值。
可選擇的器材有:定值電阻R1(阻值為15 Ω);電阻箱R2(最大阻值為0~999.9 Ω);電流表A1(量程為1.5 mA,內(nèi)阻為50 Ω);電流表A2(量程為6 mA,內(nèi)阻約為10 Ω);滑動變阻器R3(最大阻值為10 Ω);電池組E(電動勢為3V,內(nèi)阻不計);單刀單擲開關(guān)一個、導線若干。
(1)該同學先將一只電流表改裝成量程為1.5 V的電壓表,這只電流表應選____(填“A1”或“A2")。
(2)該同學設(shè)計的電路中,測量電路應采用電流表____(填“內(nèi)接法”或“外接法”)。
(3)在答題卡的虛線框中畫出該同學設(shè)計的電路圖,并在圖中標出器材符號______。
(4)在多次測量中,有一次該同學看到兩電流表指針分別偏轉(zhuǎn)到滿刻度的和,根據(jù)此組數(shù)據(jù)求得的Rx=
____Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
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