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如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图,两块水平放置的金属板...

manfen5.com 满分网如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图,两块水平放置的金属板间距为d.油滴从喷雾器的喷嘴喷出时,由于与喷嘴摩擦而带负电.油滴散布在油滴室中,在重力作用下,少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间.当平行金属板间不加电压时,由于受到气体阻力的作用,油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动;当上板带正电,下板带负电,两板间的电压为U时,带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动.已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比,油滴密度为ρ,已测量出油滴的直径为D(油滴可看做球体,球体体积公式V=manfen5.com 满分网πD3),重力加速度为g.
(1)设油滴受到气体的阻力f=kv,其中k为阻力系数,求k的大小;
(2)求油滴所带电荷量.
(1)当平行金属板间不加电压时,油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动时,所受的重力与阻力平衡,大小相等,可列出方程,再根据密度公式求出球的质量,联立求出k. (2)当上板带正电,下板带负电,两板间的电压为U时,带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动时,电场力与重力、阻力相平衡,列式可求解. 【解析】 (1)油滴速度为v1时所受阻力f1=kv1, 油滴向下匀速运动时,重力与阻力平衡,则有 f1=mg,   m=ρV=πρD3 则解得   k=πρD3g      (2)设油滴所带电荷量为q,油滴受到的电场力F电=qE=q, 油滴向上匀速运动时,阻力向下,油滴受力平衡,kv2+mg=q 则油滴所带电荷量q= 答:(1)k的大小为πρD3g; (2)油滴所带电荷量为.
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考点分析:
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一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体,如图所示.开始时气体的体积为2.0×10-3m3,现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙,最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半,然后将气缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为136.5°C.(大气压强为1.0×105Pa)
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(1)求气缸内气体最终的体积;
(2)在p-V图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化(请用箭头在图线上标出状态变化的方向).
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某同学利用如图(1)所示的实验装置验证机械能守恒定律.倾角θ=37°的轨道末端有一段很短的光滑小圆弧,可使钢球从离地H的高度处水平飞出.将钢球从轨道的不同高度h静止释放,测出相应的钢球落点距轨道末端的水平距离s:
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(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2=______(用H、h表示),该同学根据理论值在图(2)中做出了s2-h关系图象.
(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:请在图(2)的坐标纸上做出实验所得的s2-h关系图.
h(10-1m)2.003.004.005.00.6.00
s2(10-1m22.603.905.206.507.80
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2-h图象,自同一高度释放的钢球,水平抛出的实际速率______(填“大于”或“小于”)理论值.
(4)该同学通过分析确定是因为轨道的粗糙造成了实验得到的图象与理论图象有较大的差异,请根据两个图象算出倾斜轨道与钢球间的动摩擦因素μ=______
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图1是利用激光测转的原理示意图,图中圆盘可绕固定轴转动,盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料.当盘转到某一位置时,接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来(如图2所示).
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(1)若图2中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00×10-2 s,则圆盘的转速为______转/s.(保留3位有效数字)
(2)若测得圆盘直径为10.20cm,则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为______ cm.(保留3位有效数字)
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某同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”,如图(a)所示,它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景.它的工作原理是:当光控开关接收到某种颜色光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化引起电流变化达到一定值时,继电器的衔铁就被吸下,工作电路中的电控照相机就工作,拍摄违规车辆.光控开关未受到该种光照射就自动断开,衔铁不被吸引,工作电路中的指示灯发光.
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(1)要记录违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到______光(选填“红”、“绿”或“黄”)时自动闭合;
(2)已知控制电路电源电动势为6V,内阻为1Ω,继电器电阻为9Ω,当控制电路中电流大于0.06A时,衔铁会被吸引.则只有质量超过______kg的车辆违规时才会被记录.
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在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,有人提出以下几点建议,其中对提高测量结果精确度有利的是______(多选题)
(A)适当加长摆线
(B)质量相同、体积不同的摆球,选用体积较大的
(C)单摆偏离平衡位置的角度不要超过5°
(D)当单摆经过平衡位置时开始计时,经过一次全振动后停止计时,用此时间间隔作为单摆振动的周期.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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