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如图所示,长l=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静...

如图所示,长l=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q=1.0×106 C,匀强电场的场强E=3.0×103 N/C,取重力加速度g=10m/s2sin 37°=0.6cos 37°=0.8.求:

1)小球所受电场力F的大小.

2)小球的质量m

3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小.

 

(1)3.0×10﹣3 N(2)4×10﹣4kg(3)2m/s 【解析】(1)根据电场强度定义式可知,小球所受电场力大小为 F=qE=1.0×10–6×3.0×103 N=3.0×10–3 N (2)小球受mg、绳的拉力T和电场力F作用处于平衡状态,如图所示 根据几何关系有,得m=4.0×10–4 kg (3)撤去电场后,小球将绕悬点摆动,根据动能定理有 得 【名师点睛】本题力电综合问题,但电场力与对小球施加水平向右的恒力F作用效果相同,因此可以用相关的力学知识来解答。  
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考点分析:
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如图所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。

(1)打点计时器使用的电源是_______(选填选项前的字母)。

A.直流电源                            B.交流电源

(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是_______(选填选项前的字母)。

A.把长木板右端垫高                    B.改变小车的质量

在不挂重物且_______(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A.计时器不打点                        B.计时器打点

(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取ABC……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得ABC……各点到O点的距离为x1x2x3……,如图2所示。

实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=_________,打B点时小车的速度v=_________

(4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的v2W图象。由此图象可得v2W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是_________

(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2W关系的是________

 

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物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如,利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。

如图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为λ1λ2的无线电波。飞机降落过程中,当接收到λ1λ2的信号都保持最强时,表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是

A. 天线发出的两种无线电波必须一样强

B. 导航利用了λ1λ2两种无线电波之间的干涉

C. 两种无线电波在空间的强弱分布稳定

D. 两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合

 

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图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是

A. 图1中,A1L1的电阻值相同

B. 图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流

C. 图2中,变阻器RL2的电阻值相同

D. 图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等

 

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2017年年初,我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置,发出了波长在100 nm(1 nm=10–9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。

一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎。据此判断,能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h=6.6×10–34 J·s,真空光速c=3×108 m/s)

A. 10–21 J    B. 10–18 J    C. 10–15 J    D. 10–12 J

 

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利用引力常量G和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是

A. 地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)

B. 人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期

C. 月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离

D. 地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离

 

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