图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是
A.M B.N C.P D.Q
知识点:物理
C
同种电荷相排斥,库仑力沿两者连线指向受力物体,由牛顿第二定律知,加速度也沿两者连线指向受力物体。
由库仑定律可知,真空中两个静止的点电荷,带电量分别为q1和q2,其间距离为r时,它们之间相互作用力的大小为,式中k为静电力常量。若用国际单位制的基本单位表示,k的单位应为
A.kg·A2·m2 B.kg·A-2·m3·s-4 C.kg·m2·C-2 D.N·m2·A-2
知识点:物理
B
根据单位制,k的单位为N·m2·C-2,而1N= 1kg·m·s-2,1C=1 A·s,代入得k的单位为kg·A-2·m3·s-4,故答案为B.
图示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的变流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A,则下列说法正确的是
A.电压表V1示数增大
B.电压表V2、V3示数均增大
C.该变压器起升压作用
D.变阻器滑片是沿c→d的方向滑动
知识点:物理
D
根据变压器原理,输出电压U2保持不变,而A2示数变大说明回路电阻变小,所以滑动变阻器电阻R减小了,即变阻器滑片是沿c→d的方向滑动,故答案为D.
一根长为L、横截面积为S的金属棒,其材料的电阻率为ρ,棒内单位体积自由电子数为n,电子的质量为m,电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为v,则金属棒内的电场强度大小为
A. B. C. D.
知识点:物理
C
根据电流的微观表达式、欧姆定律、电阻定律及电势差与电场强度的关系可得金属棒内的电场强度大小,故答案为C.
如图所示,一束单色光从空气入射到棱镜的AB面上,经AB和AC两个面折射后从AC面进入空气。当出射角和入射角i相等时,出射光线相对于入射光线偏转的角度为θ。已知棱镜顶角为α,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为
A. B.
C. D.
知识点:物理
A
根据对称性知,
,,又,根据几何关系,,,所以,,即入射角,则计算棱镜对该色光的折射率表达式为,答案为A.
如图所示,abcd为水平放置的平行“”形光滑金属导轨,间距为l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,导轨电阻不计。已知金属杆MN倾斜放置,与导轨成θ角,单位长度的电阻为r,保持金属杆以速度v沿平行于cd的方向滑动(金属杆滑动过程中与导轨接触良好)。则
A.电路中感应电动势的大小为
B.电路中感应电流的大小为
C.金属杆所受安培力的大小为
D.金属杆的发热功率为
知识点:物理
B
金属棒的有效切割长度为l,电路中感应电动势的大小,选项A错误;金属棒的电阻,根据欧姆定律电路中感应电流的大小,选项B正确;金属杆所受安培力的大小,选项C错误;根据焦耳定律,金属杆的发热功率为,选项D错误.答案为B.
已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为,其中σ为平面上单位面积所带的电荷量,ε0为常量。如图所示的平行板电容器,极板正对面积为S,其间为真空,带电量为Q。不计边缘效应时,极板可看作无穷大导体板,则极板间的电场强度大小和两极板间相互的静电引力大小分别为
A.和 B.和
C.和 D.和
知识点:物理
D
由题意,单块极板产生的电场强度为,根据电场的叠加原理,极板间的电场强度大小,选项B、C错误;由于一块极板在另一块极板处产生的电场强度处处相同,借用微元和累加的思想,所以另一块极板所受电场力为,故选项A错误.答案为D.
在“验证力的平行四边形定则”实验中,某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上,将橡皮条的一端固定在板上一点,两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套,互成角度地施加拉力,使橡皮条伸长,结点到达纸面上某一位置,如图所示。请将以下的实验操作和处理补充完整:
①用铅笔描下结点位置,记为O;
②记录两个弹簧测力计的示数F1和F2,沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点,用刻度尺把相应的点连成线;
③只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O,记录测力计的示数F3, ;
④按照力的图示要求,作出拉力F1、F2、F3;
⑤根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F;
⑥比较 的一致程度,若有较大差异,对其原因进行分析,并作出相应的改进后再次进行实验。
知识点:物理
③沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点,用刻度尺把这些点连成直线;
⑥F 和F3.
某同学为了测量一节电池的电动势和内阻,从实验室找到以下器材:一个满偏电流为100 μA,内阻为2500 Ω的表头,一个开关,两个电阻箱(0—999.9 Ω)和若干导线。
(1)由于表头量程偏小,该同学首先需将表头改装成量程为50 mA的电流表,则应将表头与电阻箱 (填“串联”或“并联”),并将该电阻箱阻值调为 Ω。
(2)接着该同学用改装的电流表对电池的电动势及内阻进行测量,实验电路如图1所示,通过改变电阻R测相应的电流I,且作相关计算后一并记录如下表。
①根据表中数据,图2中已描绘出四个点,请将第5、6两组数据也描绘在图2中,并画IR—I图线
②根据图线可得电池的电动势E是 V,内阻r是 Ω。
知识点:物理
(1)并联 5.0; (2)①倾斜直线(略);②1.53 2.0
(1),,量程,根据并联分流原理,改装成大量程电流表需并联的电阻;(2)根据闭合电路欧姆定律,,即,所以图像的纵轴截距即等于电池的电动势E的大小,斜率的绝对值即等于电池内阻r的大小,由图像可求出E=1.53 V,.
一质量为0.5 kg的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5 m的位置B处是一面墙,如图所示。物块以v0=9 m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s,碰后以6 m/s的速度反向运动直至静止。
g取10 m/s2。
(1)求物块与地面间的动摩擦因数μ;
(2)若碰撞时间为0.05 s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F;
(3)求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W。
知识点:物理
(1)0.32; (2)130 N; (3)9 J
(1)由A到B做匀减速运动,,由牛顿第二定律,联立得(或根据动能定理,得)
(2)根据动量定理,取水平向左为正方向,有,代入数据,得
(3)根据动能定理,,所以.
在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E(图中未画出),由A点斜射出一质量为m,带电量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中l0为常数。粒子所受重力忽略不计,求:
(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功;
(2)粒子从A到C过程所经历的时间;
(3)粒子经过C点时的速率。
知识点:物理
(1); (2); (3)
(1)电场力做功与路径无关,A、C间沿电场线方向的距离,所以电场力做功;
(2)由对称性知,轨迹最高点在y轴上,设为P点,带电粒子在水平方向做匀速直线运动,又A、P、B、C的水平间距相等,均为l0,所以三段轨迹经历时间也相等,设为t0,由P到C竖直方向做初速为零的匀加速直线运动,有,,由P到B,有,解得,所以粒子从A到C过程所经历的时间;
(3)由P到C,水平速度,所以,竖直方向,所以,即粒子经过C点时的速率.
由三颗星体构成的系统,忽略其它星体对它们的作用,存在着一种运动形式:三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动(图示为A、B、C三颗星体质量不相同时的一般情况)。若A星体质量为2m,B、C两星体的质量均为m,三角形的边长为a,求:
(1)A星体所受合力大小FA;
(2)B星体所受合力大小FB;
(3)C星体的轨道半径RC;
(4)三星体做圆周运动的周期T。
知识点:物理
(1); (2); (3); (4)
(1)A星体受B、C两星体的引力大小相等,,合力 ①;
(2)B星体受A星体的引力,B星体受C星体的引力,三角形定则结合余弦定理得,
(3)由对称性知,OA在BC的中垂线上,.对A星体: ③,对B星体: ④,联立解得,在三角形中,,解得,即 ⑤;
(4)把⑤式代入④式,得,即.