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【題目】據(jù)科學家研究發(fā)現(xiàn),由于潮汐作用,現(xiàn)階段月球每年遠離地球3.8cm,在月球遠離地球的過程中,地球正轉得越來越慢,在此過程中月球圍繞地球的運動仍然看成圓周運動,與現(xiàn)在相比,若干年后( 。
A.月球繞地球轉動的角速度會增大B.地球同步衛(wèi)星軌道半徑將會增大
C.近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度將會減小D.赤道上的重力加速度將會減小
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【題目】原子核的比結合能與原子序數(shù)的關系圖所示,大多數(shù)恒星內部溫度非常高,可進行輕核聚變,核反應方程為A+B→C。但對于金、鉑等重金屬產(chǎn)生,目前科學界有一種理論認為,兩顆中子星合成過程中會釋放巨大的能量,在能量的作用下能夠合成金、鉑等重金屬,其核反應為D+E→F,下列說法正確的是( 。
A.重核F裂變成D和E的過程中,會產(chǎn)生質量虧損
B.較輕的核A和B聚合成C的過程中核子平均質量變大
C.較重的核D和E聚合成F的過程中,會釋放較大能量
D.A和B聚合成C的過程中,C的結合能小于A和B的結合能之和
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【題目】我們熟知經(jīng)典回旋加速器如圖(甲)所示,帶電粒子從M處經(jīng)狹縫中的高頻交流電壓加速,進入與盒面垂直的勻強磁場的兩個D形盒中做圓周運動,循環(huán)往復不斷被加速,最終離開加速器。另一種同步加速器,基本原理可以簡化為如圖(乙)所示模型,帶電粒子從M板進入高壓縫隙被加速,離開N板時,兩板的電荷量均立即變?yōu)榱,離開N板后,在勻強磁場的導引控制下回旋反復通過加速電場區(qū)不斷加速,但帶電粒子的旋轉半徑始終保持不變。已知帶電粒子A 的電荷量為+q,質量為m,帶電粒子第一次進入磁場區(qū)時,兩種加速器的磁場均為B0,加速時狹縫間電壓大小都恒為U,設帶電粒子最初進入狹縫時的初速度為零,不計粒子受到的重力,不計粒子加速時間及其做圓周運動產(chǎn)生的電磁輻射,不考慮磁場變化對粒子速度的影響及相對論效應。
(1)求帶電粒子A每次經(jīng)過兩種加速器加速場時,動能的增量;
(2)經(jīng)典回旋加速器與同步加速器在裝置上的類似性,源于它們在原理上的類似性。
a.經(jīng)典回旋加速器,帶電粒子在不斷被加速后,其在磁場中的旋轉半徑也會不斷增加,求加速n次后rn的大小;
b.同步加速器因其旋轉半徑R始終保持不變,因此磁場必須周期性遞增,請推導Bn的表達式;
(3)請你猜想一下,若帶電粒子A與另一種帶電粒子B(質量也為m,電荷量為+kq,k為大于1的整數(shù))一起進入兩種加速器,請分別說明兩種粒子能否同時被加速,如果不能請說明原因,如果能,請推導說明理由。
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【題目】有些物理問題雖然截然不同,但是簡化模型的方法卻很類似。
(1)法拉第1831年做了一個銅盤實驗,如圖(甲)所示。使圓盤轉動,閉合電路中就有持續(xù)電流通過。圖乙所示為法拉第銅盤實驗的示意圖。銅質圓盤安裝在水平銅軸上,圓盤下半?yún)^(qū)域位于兩磁極之間,圓盤平面與磁感線垂直,兩銅片C、D分別與轉動軸和圓盤的邊緣接觸。某同學把圓盤C、D間的金屬部分簡化成一根長為L金屬棒,繞C點在垂直于磁場的平面內轉動,(如圖(丙)所示)。已知磁感應強度為B,圓盤以恒定的角速度ω順時針旋轉,忽略銅質圓盤電阻。已知電子的電荷量為e,不考慮電子間的相互作用。
a.根據(jù)電動勢的定義,求出金屬棒產(chǎn)生的感應電動勢E的大小,并指出CD兩端電勢的高低;
b.由于電子所受洛倫茲力f與離軸O的距離x有關,請根據(jù)分析畫出f-x圖像;
(2)在玻璃皿的中心放一個圓柱形電極,緊貼邊緣內壁放一個圓環(huán)形電極,并把它們與電池的兩極相連,然后在玻璃皿中放入導電液體,例如鹽水。如果把玻璃皿放在磁場中(如圖丁所示),請寫出通電后電解液的運動情況,并通過理論推導說明該運動與哪些因素有關(至少寫出兩個因素)。
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【題目】對于同一物理問題,常?梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究,找出其內在聯(lián)系,從而更加深刻地理解其物理本質。如圖(甲)所示,水平放置的光滑金屬導軌接在電源上,電源內阻及導軌電阻不計。一個勻強磁場垂直向下穿過導軌平面。金屬導體棒ab垂直放在導軌上,且與導軌接觸良好。
(1)已知金屬導軌寬L=0.2m,電源電動勢E=3V,磁感應強度B=1T,導體棒ab的電阻為R=6Ω,求閉合開關的瞬間導體棒受到的安培力的大小和方向;
(2)為了研究安培力和洛倫茲力的關系,小強同學從微觀角度進行理想化的論證。如圖(乙)所示,若導體棒ab的有效長度為l,橫截面積為S,設棒內單位體積自由電子數(shù)為n,電子電荷量為e,自由電子定向移動的平均速率為v。
a.試推導導體棒內電流I的微觀表達式;
b.如果導體棒l所受的安培力為F,其中的每個電子受到的洛倫茲力都為,設導體棒l中的自由電子的總個數(shù)為N。試證明導體中N個電子受到洛倫茲力的矢量和等于宏觀上導體棒所受的安培力,即。
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【題目】已知在氫原子內,氫原子核與電子之間的最短距離為5.3×10-11 m。氫原子核與質子所帶的電荷量相同,為1.6×10-19C。電子帶負電,所帶的電荷量也是1.6×10-19 C。質子質量為1.67×10-27 kg,電子質量為9.1×10-31 k,靜電力常量K為9×109 Nm2/C2,萬有引力常量G為6.7×10-11 Nm2/kg2,求:
(1)請估算氫原子核與電子之間的庫侖力F庫的數(shù)量級;
(2)請估算氫原子核與電子之間的萬有引力F萬的數(shù)量級;
(3)根據(jù)你計算結果說明,研究微觀帶電粒子的相互作用時是否可以忽略萬有引力。
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【題目】如圖所示,一個正方形線圈邊長a=0.5m,總電阻為R=2Ω,當線圈以v=4m/s的速度勻速通過磁感應強度B=0.5T的勻強磁場區(qū)域時,線圈平面總保持與磁場垂直。若磁場的寬度b>a,如圖所示,求:
(1)線圈進入磁場過程中感應電流的大小和方向;
(2)線圈進入磁場瞬間,線框CD邊兩端的電壓UCD;
(3)線框在穿過整個磁場過程中釋放的焦耳熱Q。
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【題目】在“測電源電動勢和內電阻”的實驗中,有同學設計了甲、乙兩套實驗方案如圖所示,已知電流表內阻和電源內電阻比較接近。
(1)為提高電動勢和內電阻的測量精度,你認為_______(填甲或乙)方案更合理。
(2)請根據(jù)你認為合理的測量方案完成實物圖的連接______。
(3)某同學在實驗中測得多組電壓和電流值,得到如圖所示的電壓與電流關系圖線
則該電源的電動勢E=____________V,內電阻r =____________Ω。
(4)所測得的電源電動勢E和內電阻r的測量值與真實值相比較的情況是:E測_____E真;r測__________r真。(填“>”,“<”或)
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【題目】兩個電荷量為q1、q2的正負點電荷分別固定在x軸上的O、M兩點,在兩電荷連線上各點電勢隨x變化的關系如圖所示,其中A、N兩點的電勢均為零,ND段中C點的電勢最高。下列說法正確的是( )
A.
B.A、N兩點的電場強度均為零
C.C點的電場強度為零
D.將一正點電荷從D移到N的過程中,電場力先做正功后做負功
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【題目】如圖是研究自感現(xiàn)象的電路,L為自感系數(shù)足夠大的線圈,R為定值電阻,A1、A2為兩個完全相同燈泡,則下列說法正確的是( )
A.閉合開關時,若電源E有內阻,燈泡A2將立即變亮,然后稍變暗些,最后穩(wěn)定
B.閉合開關時,若電源E無內阻,燈泡A2將立即變亮, 然后穩(wěn)定
C.閉合開關時,無論電源E是否有內阻,燈泡A1將逐漸變亮最后穩(wěn)定
D.開關斷開時,若線圈直流電阻等于定值電阻,則燈泡A2會閃亮一下,然后逐漸熄滅
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