A. b、d 两点处的电势相同
B. 四点中 c 点处的电势最低
C. b、d 两点处的电场强度相同
D. 将一试探电荷+q 沿圆周由 a 点移至 c 点,+q 的电势能减小
三、实验题(每空 2 分,共 14 分)
13.图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.
①已知打点计时器电源频率为 50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为 s.
②ABCD 是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出.从图中读出 A、B 两点间距 s
cm;C 点对应的速度是
m/s (计算结果保留三位有效数字).
14.欲测量某种材料的电阻率 ρ ,现提供以下实验器材:
A.20 分度的游标卡尺
B. 螺旋测微器
C. 电流表A1(量程为 50mA,内阻 r1=100Ω ); D. 电流表A2(量程为 100mA,内阻 r2 约为 40Ω ); E. 滑动变阻器R1(0~10Ω ,额定电流为 2A); F. 直流电源 E(电动势为 3V,内阻很小)
G. 导电材料R2(长约为 5cm,电阻约为 100Ω );
H.开关一只、导线若干。 请回答下列问题:
(1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示,其示数 L= mm。
cm,用螺旋测
微器测得该材料的外直径如图乙所示,其示数 D=
(2)某小组设计了如图丙、丁所示的两种实验方案的电路图,为了尽可能精确地测量
该材料的电阻率ρ 应选用图 (填“丙”或“丁”)所示电路。
I1 和 I2,用所测得的物理量符号(3)某次实验中电流表A1 和电流表A2 的示数分别为 和已知物理量的符号表示该材料的电阻率 ρ =
。
四、解答题(4 小题,共 38 分)
15(8 分)若嫦娥三号卫星在离月球表面为 h 的空中沿圆形轨道绕月球飞行,周期为 T.
若月球半径r,引力常量为 G. 试推导:
(1)月球的质量表达式;(2)月球表面的重力加速度;(3)月球的第一宇宙速度.
16(10 分)如图所示,一轻弹簧原长 L=1m,其一端固定在倾角为 37°的固定直轨道 AC 的底端 A 处,另一端位于直轨道上 B 处,弹簧处于自然状态,AC=3.5L.质量 m=1kg 的小物块 P 自 C 点由静止开始下滑,最低到达 E 点(未画出),随后 P 沿轨道被弹回,最高
到0.8,重力加速度 g 取 10m/s2) 求: =
(1)达 P 第一次运动到 B 点时速度的大小;
(2) P 运动到 E 点时弹簧的压缩量 x 及弹簧的弹性势能 EP.
F 点,AF=2L,已知 P
17(10 分)如图所示,一平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一带电小球,小球用一绝缘轻线悬挂于 O 点.现给电容器缓慢充电,使两极板所带电荷量分别
为+Q 和-Q,此时悬线与竖直方向的夹角为 .再给电容器缓慢充电,直到悬线和竖
直方向的夹角增大到 ,且小球与两极板不接触.求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量.
18(10 分)如图所示,ABCD 是半径为 R 的四分之三光滑绝缘圆形轨道,固定在竖直面内。以轨道的圆心 O 为坐标原点,沿水平直径 AC 方向建立 x 轴,竖直直径 BD 方向建立 y 轴。y 轴右侧(含 y 轴)存在竖直向上的匀强电场。一质量为 m、带电量为+q 的小球,从 A 点由静止开始沿轨道下滑,通过轨道最高点 D 后,又落回到轨道上的 A 点处。不考虑小球之后的运动,不计空气阻力,重力加速度为 g,求:
(1) 小球落回到 A 点时的速率;
(2) 电场强度的大小;
(3) 小球从 A 下滑到电场内的 B 点时对轨道压力的大小。
答案:
一选择题
1.D 2. A 3. D 4.D 5. C 6.D 7.B 8. D 9. BD 10. BD 11.AC 12.ABD
13题: 0.02s 0.68~0.72cm 0.100m/s 14题:
5.015 4.700 丁 4?I4?2?r?h?GT23?I1r1D22?I1?L
Mm4?215题:解:(1)嫦娥三号围绕月球做圆周运动时,有:G(r?h)2?mT2?r?h?
解得:M?
(2)根据万有引力等于重力得:GMm?mg 2r解得:g?4?2?r?h?rT223
Mmv2(3)在月球表面,根据万有引力提供向心力得:G2?m
rr4?2(r?h)3解得:v? 2rT16题: (1)vB?25m/s(2)x=0.5m,EP=12J
(1)根据题意知,B、C之间的距离为
3.5L-L=2.5L 设P到达B点时的速度为vB,由动能定理得
mg (2.5L)sin37°-μmg (2.5L)cos37°=解得vB=25m/s
(2)设BE=x,P到达E点时弹簧的弹性势能为Ep,P由C点运动到E点再弹回到F点的过程中,由动能定理有
mg(3.5L-2L)sin37°-μmgL1cos37°=0
且
L1=2.5L+2x+L 解得x=0.5m P由C点运动到E点的过程中,由动能定理有
(mgsin37°)( 2.5L+x)-W弹=0 -μmgcos37°
则 Ep=W弹=12J
12mvB 2
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