【題目】如圖所示,水平放置的平行板電容器極板中央開有一小圓孔,兩極板間距d1 =0.4m,極板M、N間的電勢差U1=400V;緊靠N極板的下方有一豎直放置的平行板電容器PQ,極板P、Q間電勢差為U2。一帶正電小球從靠近M極板中心位置的O點靜止釋放,小球豎直向下運動穿過N極板中央小孔,并從P、Q兩板上端連線的中點進(jìn)入P、Q極板間做曲線運動。已知小球的質(zhì)量m =5×10-6kg,電荷量q=5×10-8 C,重力加速度g=10m/s2。
(1)求小球穿過N極板中央小孔時的速度;
(2)若小球能從電容器PQ下端飛出,求兩極板P、Q間電勢差U2的取值范圍。
【答案】(1)4m/s(2)-400V≤U2≤400V
【解析】(1)帶電小球從極板M到極板N的運動過程中,由動能定理:
解得小球穿過N極板中央小孔時的速度:
(2)小球進(jìn)入電容器PQ極板間運動時,在豎直方向上做初速度v0,加速度為g的勻加速運動,當(dāng)從極板下端飛出時,豎直位移為l,由位移公式可得:
可得小球在PQ極板運動的時間:t=0.1s
設(shè)電容器PQ兩極板間的電勢差最大值為U,小球進(jìn)入電容器 PQ極板間運動時,在水平方向上做初速度為0的勻加速運動,由牛頓第二定律可得:
當(dāng)極板間的電勢差最大時,小球應(yīng)從極板的下端點飛出,其水平位移為d2/2,則:
由以上三式聯(lián)立可得電容器PQ兩板間的電勢差的最大值為:U=400V
小球能從電容器PQ下端飛出,PQ兩板間的電勢差的取值范圍為:-400V≤U2≤400V
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【題目】如圖所示,輕彈簧的兩端各受10N拉力F作用,彈簧平衡時伸長了5cm(在彈性限度內(nèi)),那么下列說法中正確的是( )
A.該彈簧的勁度系數(shù)k=200N/m
B.該彈簧的勁度系數(shù)k=400N/m
C.根據(jù)公式k=,彈簧的勁度系數(shù)k會隨彈簧彈力F的增大而增大
D.彈簧所受的合力為10N
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【題目】如圖所示是雙縫干涉實驗,使用波長為600 nm的橙色光照射時,在光屏上的P0點和P0點上方的P1點恰好形成兩列相鄰的亮條紋;若用波長為400 nm的紫光重復(fù)上述實驗,則P0點和P1點形成的明暗條紋情況是
A. P0點和P1點都是亮條紋
B. P0點是亮條紋,P1點是暗條紋
C. 橙光的相鄰亮條紋間距小于紫光的相鄰亮條紋間距
D. 若分別用上述兩種光通過同一裝置做單縫衍射實驗,紫光的衍射現(xiàn)象更明顯
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【題目】單擺測定重力加速度的實驗中
(1)實驗時用20分度的游標(biāo)卡尺測量擺球直徑,示數(shù)如圖甲所示,該擺球的直徑d =____mm。
(2)接著測量了擺線的長度為l0,實驗時用拉力傳感器測得擺線的拉力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示,則此單擺周期為____,擺長為____,重力加速度的表達(dá)式g=____(用題目中的物理量表示)。
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【題目】根據(jù)線性力做功的求解方法,某同學(xué)證明出來:一勁度系數(shù)為k的輕彈簧由形變量為恢復(fù)到原長的過程中,彈簧彈力所做的功為。于是該同學(xué)設(shè)計只用的一根彈簧和一把刻度尺測定滑塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)的實驗,如圖所示,他的實驗步驟如下:
第一步:將彈簧的左端固定在豎直墻上,彈簧處于原長時,在桌面上標(biāo)記出彈簧右端所在的位置B。
第二步:讓滑塊緊靠彈簧壓縮彈簧至某一位置靜止時,在桌面上標(biāo)記出滑塊的位置A,松手后彈簧將滑塊彈開,滑塊在水平桌面上運動一段距離停止,在桌面上標(biāo)記出滑塊停止的位置C。
第三步:滑塊通過水平細(xì)繩和光滑的定滑輪豎直懸掛拉伸彈簧,滑塊靜止時,在桌面上標(biāo)記出彈簧右端到達(dá)的位置D。
請回答下列問題:
(1)你認(rèn)為,該同學(xué)需用刻度尺直接測量的物理量是(寫出名稱并符號、、……表示) ________。
(2)用測得的物理量表示滑塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)的計算式: = __________。
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【題目】光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列說法正確的是
A. 用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象
B. 用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象
C. 在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖像是利用光的全反射現(xiàn)象
D. 光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象
E. 在光的雙縫干涉實驗中,若僅將入射光由紅光改為綠光,則干涉條紋間距變窄
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【題目】如圖所示是一透明的折射率為n=的圓柱體,其半徑R=20 cm,O點為圓心,AB為其中的一直徑.今有一束平行光沿平行于AB方向射向圓柱體,已知真空中光速為c=3.0×108 m/s.
(1)求光在圓柱體中的傳播速度;
(2)假如在該平行光中有一光線經(jīng)圓柱體C點(未畫出)折射后剛好到達(dá)B點,則該光線在圓柱體中由C點傳到B點所用的時間為多少?
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【題目】汽車自動控制剎車系統(tǒng)(ABS)的原理如圖所示。鐵質(zhì)齒輪P與車輪同步轉(zhuǎn)動,右端有一個繞有線圈的磁體(極性如圖),M是一個電流檢測器。當(dāng)車輪帶動齒輪P轉(zhuǎn)動時,靠近線圈的鐵齒被磁化,使通過線圈的磁通量增大,鐵齒離開線圈時又使通過線圈的磁通量減小,從而能使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流經(jīng)電子裝置放大后即能實現(xiàn)自動控制剎車。齒輪從圖示位置開始轉(zhuǎn)到下一個鐵齒正對線圈的過程中,通過M的感應(yīng)電流的方向( )
A. 在圖示時刻,鐵齒靠近線圈時,穿過線圈的磁通量最小.
B. 條形磁鐵總是阻礙齒輪的轉(zhuǎn)動.
C. 齒輪從圖示位置開始轉(zhuǎn)到下一個鐵齒正對線圈的過程中,通過M的感應(yīng)電流的方向先從右向左,然后從左向右.
D. 齒輪從圖示位置開始轉(zhuǎn)到下一個鐵齒正對線圈的過程中,通過M的感應(yīng)電流的方向總是從右向左的.
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