一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。
(1)首先,他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度ω,如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘出F-ω的关系图像。
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
F/N |
2.42 |
1.90 |
1.43 |
0.97 |
0.76 |
0.50 |
0.23 |
0.06 |
ω/rad·s-1 |
28.8 |
25.7 |
22.0 |
18.0 |
15.9 |
13.0 |
8.5 |
4.3 |
(2)通过对图像的观察,兴趣小组的同学猜测F与ω2成正比。你认为,可以通过进一步的转换,通过绘出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。
(3)在证实了F∝ω2之后,他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条F-ω图像,他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中,如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论,他们得出F∝ r的结论,你认为他们的依据是_______________________________。
(4)通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度ω、半径r的数学关系式是F=kω2r,其中比例系数k的大小为__________,单位是________。
已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量,其中n=2,3…。用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为:
(A)(B) (C) (D)
以下说法正确的是:
(A)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,则增大照射光强度可能使该金属产生光电效应现象
(B)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,则改用X射线照射可能使该金属产生光电效应现象
(C) Ra→Rn+He是α衰变 (D)Na→Mg+e是裂变
用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示。在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为Ua、Ub、Uc和Ud。下列判断正确的是:
(A)Ua<Ub<Uc<Ud
(B)Ua<Ub<Ud<Uc
(C)Ua=Ub<Uc=Ud
(D)Ub<Ua<Ud<Uc
如图,火星和地球绕太阳的运动可以近似看作为在同一平面内的同方向的匀速圆周运动,已知火星轨道半径r1=2.3×1011m,地球轨道半径为r2=1.5×1011m,根据你所掌握的物理和天文知识,估算火星与地球相邻两次相距最近的最短时间间隔约为:
(A)1年 (B)2年 (C)3年 (D)4年
两根光滑的金属导轨,平行放置在倾角为θ的斜面上,导轨的左端接有电阻R,导轨的电阻可忽略不计。斜面处在匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。质量为m,电阻可不计的金属棒ab在沿着斜面与金属棒垂直的拉力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度,如图所示,在这个过程中:
(A)作用在金属棒上各个力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
(B)作用在金属棒上各个力的合力所做的功等于mgh与电阻R上产生的焦耳热之和
(C)恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热
(D)恒力F与安培力的合力所做的功等于零