【題目】有個(gè)演示實(shí)驗(yàn),在上下面都是金屬板的玻璃盒內(nèi),放了許多錫箔紙揉成的小球,當(dāng)上下板間加上電壓后,小球就上下不停地跳動(dòng).現(xiàn)取以下簡(jiǎn)化模型進(jìn)行定量研究.
如圖所示,電容量為C的平行板電容器的極板A和B水平放置,相距為d,與電動(dòng)勢(shì)為ε、內(nèi)阻可不計(jì)的電源相連.設(shè)兩板之間只有一個(gè)質(zhì)量為m的導(dǎo)電小球,小球可視為質(zhì)點(diǎn).已知:若小球與極板發(fā)生碰撞,則碰撞后小球的速度立即變?yōu)榱悖瑤щ姞顟B(tài)也立即改變,改變后,小球所帶電荷符號(hào)與該極板相同,電量為極板電量的α倍(α<<1).不計(jì)帶電小球?qū)O板間勻強(qiáng)電場(chǎng)的影響.重力加速度為g.
(1)欲使小球能夠不斷地在兩板間上下往返運(yùn)動(dòng),電動(dòng)勢(shì)ε至少應(yīng)大于多少?
(2)設(shè)上述條件已滿足,在較長(zhǎng)的時(shí)間間隔T內(nèi)小球做了很多次往返運(yùn)動(dòng).求在T時(shí)間內(nèi)小球往返運(yùn)動(dòng)的次數(shù)以及通過(guò)電源的總電量.
【答案】(1)
(2),
【解析】(1)用Q表示極板電荷量的大小,q表示碰后小球電荷量的大小.要使小球能不停地往返運(yùn)動(dòng),小球所受的向上的電場(chǎng)力至少應(yīng)大于重力,則
其中 q=αQ又有Q=Cε
由以上三式有
(2)當(dāng)小球帶正電時(shí),小球所受電場(chǎng)力與重力方向相同,向下做加速運(yùn)動(dòng).以a1表示其加速度,t1表示從A板到B板所用的時(shí)間,則有
當(dāng)小球帶負(fù)電時(shí),小球所受電場(chǎng)力與重力方向相反,向上做加速運(yùn)動(dòng),以a2表示其加速度,t2表示從B板到A板所用的時(shí)間,
則有
小球往返一次共用時(shí)間為(t1+t2),故小球在T時(shí)間內(nèi)往返的次數(shù)
由以上關(guān)系式得
小球往返一次通過(guò)的電量為2q,在T時(shí)間內(nèi)通過(guò)電源的總電量Q'=2qn
由以上兩式可得
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】根據(jù)下列圖示以及文字說(shuō)明,判斷人或者物體處于超重狀態(tài)的是
A. 圖甲,聶海勝在“天宮一號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)盤(pán)起腿懸空打坐
B. 乙圖,我國(guó)“長(zhǎng)征二號(hào)”火箭把“神舟十號(hào)”載人飛船加速送上太空的情景
C. 丙圖,表演“水流星”節(jié)目中杯子運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)
D. 丁圖,蹦床運(yùn)動(dòng)員雙腳離開(kāi)蹦床,向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】關(guān)于物體的重心,下列說(shuō)法中正確的是
A. 任何物體的重心都一定在這個(gè)物體上
B. 重心的位置只與物體的形狀有關(guān)
C. 形狀規(guī)則、質(zhì)量分布均勻的物體,其重心在物體的幾何中心
D. 物體重心的位置一定會(huì)隨物體形狀改變而改變
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,平行板電容器已經(jīng)充電,靜電計(jì)的金屬球與電容器的一個(gè)極板連接,外殼與另一個(gè)極板連接,靜電計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)指示電容器兩極板間的電勢(shì)差.實(shí)驗(yàn)中保持極板上的電荷量不變.設(shè)電容器兩極板正對(duì)面積為,極板間的距離為,靜電計(jì)指針偏角為,下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述正確的是( )
A. 保持不變,減小,則不變
B. 保持不變,減小,則變小
C. 保持不變,減小,則變小
D. 保持、不變,在兩極板間插入電介質(zhì),則變大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,質(zhì)量為的木板靜止在光滑水平面上,質(zhì)量為的物塊以初速度滑上木板的左端,物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.在物塊滑上木板的同時(shí),給木板施加一個(gè)水平向右的恒力F,當(dāng)恒力F取某一值時(shí),物塊在木板上相對(duì)于木板滑動(dòng)的路程為s,給木板施加大小不同的恒力F,得到的關(guān)系如圖乙所示,其中AB段與橫軸平行,且AB段的縱坐標(biāo)為.將物塊視為質(zhì)點(diǎn),最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度取.
(1)若恒力,則物塊會(huì)從木板的右端滑下,求物塊在木板上滑行的時(shí)間.
(2)圖乙中BC為直線段,求該段恒力F的取值范圍及函數(shù)關(guān)系式.
(3)簡(jiǎn)要說(shuō)明圖乙中線段DE所表示的物塊和木板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】半圓柱體P放在粗糙的水平面上,有一擋板MN,其延長(zhǎng)線總是過(guò)半圓柱體的軸心O,但擋板與半圓柱體不接觸,在P和MN之間放有一個(gè)光滑均勻的小圓柱體Q(P的截面半徑遠(yuǎn)大于Q的截面半徑),整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖是這個(gè)裝置的截面圖,若用外力使MN繞O點(diǎn)緩慢地逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),在Q到達(dá)最高位置前,發(fā)現(xiàn)P始終保持靜止,在此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )
A.MN對(duì)Q的彈力大小逐漸減小
B.P、Q間的彈力先增大后減小
C.桌面對(duì)P的摩擦力先增大后減小
D.P所受桌面的支持力保持不變
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】萬(wàn)有引力作用下的物體具有引力勢(shì)能,取無(wú)窮遠(yuǎn)處引力勢(shì)能為零,物體距星球球心距離為時(shí)的引力勢(shì)能為: (G為萬(wàn)有引力常量),設(shè)宇宙中有一半徑為R的星球,宇航員在該星球上以速度豎直向上拋出一質(zhì)量為m的物體,不計(jì)空氣阻力,經(jīng)時(shí)間t落回手中,則描述正確的是( )
A. 在該星球表面上以的初速度水平拋出一個(gè)物體,物體將再落回星球表面
B. 在該星球表面上以的初速度水平拋出一個(gè)物體,物體將不再落回星球表面
C. 在該星球表面上以的初速度豎直拋出一個(gè)物體,物體將不再落回星球表面
D. 在該星球表面上以的初速度豎直拋出一個(gè)物體,物體將不再落回星球表面
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)量為M的物體內(nèi)有光滑圓形軌道,現(xiàn)有一質(zhì)最為m的小滑塊沿該圓形軌道的豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),A、C為圓周的最高點(diǎn)和最低點(diǎn),B、D點(diǎn)與圓心O同一水平線上的點(diǎn),小滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí),物體M在地面上靜止不動(dòng),則物體M對(duì)地面的壓力N和地面對(duì)M的摩擦力有關(guān)說(shuō)法中正確的是( )
A. 小滑塊在A點(diǎn)時(shí), ,摩擦力方向向左
B. 小滑塊在B點(diǎn)時(shí), ,摩擦力方向向左
C. 小滑塊在C點(diǎn)時(shí), ,M與地面無(wú)摩檫力
D. 小滑塊在D點(diǎn)時(shí), ,摩擦力方向向左
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一輛汽車原來(lái)勻速行駛,然后以2m/s2的加速度加快行駛,從加快行駛開(kāi)始,經(jīng)12s行駛了264m,則;
(1)汽車在此12s內(nèi)的平均速度是多少?
(2)汽車開(kāi)始加速時(shí)的初速度是多大?
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