(18分)如图所示,在竖直平面内建立xOy直角坐标系,Oy表示竖直向上的方向,已知该平面内沿x轴负方向足够大的区域存在匀强电场,现有一个质量为0.5kg,带电荷量为2.5×10—4C的小球从坐标原点O沿y轴正方向以某一初速度竖直向上抛出,它到达的最高点位置为图中Q点,不计空气阻力,g取10m/s2 .
(1)指出小球带何种电荷;
(2)求匀强电场的电场强度大小;
(3)求小球从O点抛出到落回x轴的过程中电势能的改变量.
( 16 分)一游客在滑雪时,由静止开始沿倾角为37°的山坡匀加速滑下.下滑过程中从A 点开始给游客抓拍一张连续曝光的照片如图所示.经测量游客从起点到本次曝光的中间时刻的位移恰好是40m .已知本次摄影的曝光时间是0.2s ,照片中虚影的长度L 相当于实际长度4m ,试计算:( g =10m / s2 , sin37°=0.6 , cos37°=0.8 )
(1)本次曝光中间时刻的瞬时速度;
(2)滑雪板与坡道间的动摩擦因数.
(9分)如图甲所示是一种测量电容的实验电路图,实验是通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电至电压为U时所带的电荷量Q,从而再求出待测电容器的电容C.某同学在一次实验时的情况如下:
a.按图甲所示的电路图接好电路;
b.接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使小量程电流表的指针偏转接近满刻度,记下此时电流表的示数I0=490 μA,电压表的示数U0=8.0 V,I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压;
c.断开开关S,同时开始计时,每隔5 s或10 s测读一次电流i的值,将测得数据填入表格,并标示在图乙的坐标纸上(时间t为横坐标,电流i为纵坐标),结果如图中小黑点所示.
(1)在图乙中画出i—t图线. (2)图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是_________________.
(3)该电容器的电容为_________________F(结果保留两位有效数字).
(9分)人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量.为了在这种环境测量物体的质量,某科学小组设计了如图所示的装置(图中O为光滑的小孔):给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动.设卫星中具有基本测量工具.
(1)实验时物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计,原因是 ;
(2)实验时需要测量的物理量有 ;
(3)待测质量的表达式为m= .(用上小题中的物理量表示)
太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆,各行星的半径、日星距离和质量如下表所示:
行星名称 |
水星 |
金星 |
地球 |
火星 |
木星 |
土星 |
天王星 |
海王星 |
星球半径/×106m |
2.44 |
6.05 |
6.38 |
3.40 |
71.49 |
60.27 |
25.56 |
24.75 |
日星距离/×1011m |
0.58 |
1.08 |
1.50 |
2.28 |
7.78 |
14.29 |
28.71 |
45.04 |
星球质量/×1024kg |
0.33 |
4.87 |
6.00 |
0.64 |
1900 |
569 |
86.8 |
102 |
由表中所列数据可以估算天王星公转的周期最接近于:
A.1050年 B.15年 C.165年 D.84年
振源A带动细绳上下振动,某时刻在绳上形成的横波波形如图甲所示,规定绳上各质点向上运动方向为正方向,从波传播到绳上P点开始计时,图乙中能表示P点在一个周期内振动图象的是