【題目】如圖所示,在真空環(huán)境中,點電荷M、N(圖中未畫出)分別固定在x=0和x=6a處,在x=2a處由靜止釋放一個負點電荷P,點電荷P僅在電場力作用下沿x軸正方向運動,P的速度與其在x軸上的位置關(guān)系如圖所示,則下列說法正確的是( )
A.x=4a處的電場強度最大
B.點電荷M、N一定是同種電荷
C.點電荷P的電勢能先增大后減小
D.點電荷M、N所帶電荷量之比為4∶1
【答案】BD
【解析】
A.由題目圖可知,在x=4a處點電荷P的速度最大,速度的變化率為0,說明了x=4a處的電場強度等于0.故A錯誤;
B.由v-x圖象可知,點電荷P的速度先增大后減小,所以點電荷P的動能先增大后減小,說明電場力先做正功,后做負功,結(jié)合負電荷受到的電場力的方向與場強的方向相反可知,電場強度的方向先沿x軸的負方向,后沿x軸的正方向,根據(jù)點電荷的電場線的特點與電場的疊加原理可知,點電荷M、N一定都是負電荷,故B正確;
C.由B選項分析,可知,電場力對帶電電荷先做正功后負功,則其電勢能先減小后增大,故C錯誤;
D.則M與N的點電荷在x=4a處的電場強度大小相等,方向相反,根據(jù)庫侖定律得
所以點電荷M、N所帶電荷量的絕對值之比為4:1.故D正確。
故選BD。
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【題目】如圖所示,兩個金屬輪,可繞通過各自中心并與輪面垂直的固定的光滑金屬細軸O1、O2轉(zhuǎn)動,O1、O2相互平行,水平放置。每個金屬輪由四根金屬輻條和金屬環(huán)組成,輪的每根輻條長為、每根的電阻為輪的每根輻條長為、每根的電阻為,連接輻條的金屬環(huán)的寬度與電阻都可以忽略。半徑為的木質(zhì)絕緣圓盤D與同軸且粘在一起。一輕細繩的一端固定在D邊緣上的某點,繩在D上繞足夠匝數(shù)后,懸掛一質(zhì)量為m的重物P。當P下落時,通過細繩帶動D和繞軸轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動過程中,保持接觸,無相對滑動;兩輪與各自細軸之間保持良好的電接觸;兩細軸通過導線與一阻值為的電阻相連。除R和兩輪中輻條的電阻外,其它所有金屬的電阻都不計。整個裝置處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,磁場方向與轉(zhuǎn)軸平行,F(xiàn)將P釋放,最終P將勻速下落(題中可視為已知量)。問:
(1)P勻速下落時,輪和輪各自的轉(zhuǎn)動方向如何?(順時針或者逆時針)兩者角速度的大小之比是多少?
(2)點與輪的邊緣相比,誰的電勢高?點與輪的邊緣相比,誰的電勢高?
(3)圖中如果左邊的輪子以角速度旋轉(zhuǎn),則一根輻條上產(chǎn)生的電動勢有多大?(提示:單根輻條可以用它轉(zhuǎn)動過程中掃過磁通量的變化率來計算)
(4)圖中如果左邊的輪子以角速度旋轉(zhuǎn),電阻R中的電流多大?(提示:若電源電動勢為E、內(nèi)阻為r,如果有n個這樣的電源并聯(lián),則等效電源的電動勢為任意一個的電動勢E,等效電阻為。)
(5)本系統(tǒng)中,最終P將勻速下落時的速度是多大?
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【題目】歐洲大型強子對撞機是現(xiàn)在世界上最大、能量最高的粒子加速器,是一種將質(zhì)子加速對撞的高能物理設(shè)備,其原理可簡化如下:兩束橫截面積極小,長度為l-0質(zhì)子束以初速度v0同時從左、右兩側(cè)入口射入加速電場,出來后經(jīng)過相同的一段距離射入垂直紙面的圓形勻強磁場區(qū)域并被偏轉(zhuǎn),最后兩質(zhì)子束發(fā)生相碰。已知質(zhì)子質(zhì)量為m,電量為e;加速極板AB、A′B′間電壓均為U0,且滿足eU0=mv02。兩磁場磁感應(yīng)強度相同,半徑均為R,圓心O、O′在質(zhì)子束的入射方向上,其連線與質(zhì)子入射方向垂直且距離為H=R;整個裝置處于真空中,忽略粒子間的相互作用及相對論效應(yīng)。
(1)試求質(zhì)子束經(jīng)過加速電場加速后(未進入磁場)的速度ν和磁場磁感應(yīng)強度B;
(2)如果某次實驗時將磁場O的圓心往上移了,其余條件均不變,質(zhì)子束能在OO′ 連線的某位置相碰,求質(zhì)子束原來的長度l0應(yīng)該滿足的條件。
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【題目】如圖為氫原子的能級示意圖,鋅的逸出功是3.34eV,以下對氫原子在能級躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認識正確的是( 。
A.一個處于n=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時,能放出3種不同頻率的光
B.用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光照射鋅板一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)
C.用能量為10.3eV的光子照射,不能使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)
D.一群處于n=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時,發(fā)出的光照射鋅板,鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為8.75eV
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【題目】如圖所示為遠距離輸電示意圖,升壓變壓器T1和降壓變壓器T2均為理想變壓器,n1:n2=1:k,n3:n4=k:1(k大于1)。輸電線的總電阻為2r,升壓變壓器T1原線圈的兩端電壓有效值為U,輸入功率為P。下列說法正確的是( 。
A.輸電線上的電流為
B.輸電線上損失的電功率
C.降壓變壓器T2副線圈的電壓為
D.用電設(shè)備的數(shù)目減少,輸電線上的電流減小
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【題目】圖1是某同學驗證機械能守恒定律實驗裝置,提供的器材如下:鐵架臺、電磁打點計時器、學生電源、導線若干、紙帶、重錘、夾子.已知重錘的質(zhì)量為1kg,當?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=9.8 m/s2.
(1) 該同學還應(yīng)補充的實驗器材是________
(2) 圖2是該同學將打點計時器連接至電源的圖景,連接正確的是________(選填“甲”或“乙”)
(3) 該同學實驗中得到的一條紙帶如圖3所示,已知打點計時器無故障且打點正常,則由此判斷該同學在實驗中最有可能的錯誤操作是______________________
(4) 該同學正確操作得到的一條紙帶如圖4所示,O點對應(yīng)重錘做自由下落的初始位置,該同學從合適位置開始選取了三個連續(xù)的計數(shù)點A、B、C,OB距離已在圖中標出.該同學選擇OB段來驗證重錘的機械能是否守恒,則他還需________
A. 僅測量AC段的長度 B. 僅測量AB段的長度
C. 僅測量OC段的長度 D. 僅測量OA段的長度
(5) 根據(jù)圖4中的紙帶,可求得重錘在OB段重力勢能減少了________J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
(6) 在某次實驗中,該同學測得重錘下落的加速度為9.62m/s2,則重錘和紙帶下落中所受的平均阻力Ff=________N(僅考慮重錘的質(zhì)量).
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【題目】如圖1所示,勻強磁場的磁感應(yīng)強度B為0.5T,其方向垂直于傾角θ為37°的斜面向上,絕緣斜面上固定有∧形狀的光滑金屬導軌MPN(電阻忽略不計),MP和NP長度均為2.5m,MN連線水平,長為3m。以MN中點O為原點、OP為x軸建立一維坐標系Ox。一根粗細均勻的金屬桿CD,長度d為3m、質(zhì)量m為1kg、單位長度的電阻r為0.1Ω/m,在拉力F的作用下,從MN處以恒定的速度v=1m/s,在導軌上沿x軸正向運動(金屬桿始終與x軸垂直并與導軌接觸良好),g取10m/s2。(sin37°=0.6,cos37°=0.8),試求:
(1)閉合回路CDP中感應(yīng)電流的方向;
(2)金屬桿CD運動到x=1.0m處時,回路中電流的大;
(3)金屬桿CD從MN處運動到P點過程中拉力F與位置坐標x的關(guān)系式,并在圖2中畫出F﹣x關(guān)系圖像。
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【題目】測定電池的電動勢和內(nèi)阻的實驗電路如圖a所示,采用一節(jié)新干電池進行實驗,實驗時發(fā)現(xiàn),當滑動變阻器在阻值較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時,電壓表讀數(shù)變化很小。為了較精確地測量一節(jié)新干電池的內(nèi)阻,連接了一個定值電阻,實驗電路原理圖如圖b所示?捎靡韵陆o定的器材和一些導線來完成實驗,器材:量程3 V的理想電壓表V,量程0.6 A的電流表A(具有一定內(nèi)阻),定值電阻R0=1.5 Ω,滑動變阻器R1(0~10 Ω),滑動變阻器R2(0~200 Ω),開關(guān)S.
(1)為了方便實驗調(diào)節(jié)且能較準確地進行測量,滑動變阻器應(yīng)選用________(填R1或R2).
(2)按照實驗電路原理圖b做實驗,請用筆畫線代替導線在圖c中完成實物連接圖____。
(3)實驗中改變滑動變阻器的阻值,測出幾組電流表和電壓表的讀數(shù),在給出的U-I坐標系中畫出U-I圖線如圖d所示,則新干電池的內(nèi)阻r=________ Ω。(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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【題目】在地面上以初速度v0豎直向上拋出一小球,經(jīng)過2t0時間小球落回拋出點,其速率為v1,已知小球在空中運動時所受空氣阻力與小球運動的速率成正比,則小球在空中運動時速率隨時間的變化規(guī)律可能是
A.B.
C.D.
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