(16分) 如图所示,水平放置的平行板电容器,与某一电源相连,它的极板长L=0.4 m,两板间距离d=4×10-3 m,有一束由相同带电微粒组成的粒子流,以相同的速度v0从两板中央平行极板射入,开关S闭合前,两板不带电,由于重力作用微粒能落到下板的正中央,已知微粒质量为m=4×10-5 kg,电荷量q=+1×10-8 C.(g=10 m/s2)求:
(1)微粒入射速度v0为多少?
(2)为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场,电容器的上板应与电源的正极还是负极相连?所加的电压U应取什么范围?
(12分)F1是英文Formula One的缩写,即一级方程式赛车,是仅次于奥运会和世界杯的世界第三大赛事。F1 赛车的变速系统非常强劲,从时速0加速到100 km/h仅需2.3秒,此时加速度仍达10m/s2,时速为200 km/h时的加速度仍有3m/s2,从0加速到200 km/h再急停到0只需12秒。假定F1 赛车加速时的加速度随时间的增大而均匀减小,急停时的加速度大小恒为9.2 m/s2。上海F1赛道全长5.451km,比赛要求选手跑完56圈决出胜负。求:
(1)若某车手平均时速为210km/h,则跑完全程用多长时间?
(2)该车手的F1 赛车的最大加速度。
某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置研究加速度和力的关系。
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持______________不变,用钩码重力作为小车所受的拉力。
(2)如图(b)是某次实验打出的纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出,电源的频率为50Hz。从纸带上测出x1 =3.20cm,x2 = 4.56cm,x5 =8.42cm,x6=9.70cm。则木块加速度大小=__________m/s2(保留2位有效数字)。
(3)通过改变钩码的数量,多次重复测量,可得小车运动的加速度a与所受拉力F的关系图象。在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条图线,如图(c)所示。图线_____ _ (选填“①”或“②”)是在轨道水平的情况下得到的。
(4)随着钩码的数量增大到一定程度,图(c)中的图线明显偏离直线,造成此误差的主要原因是___________。
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
利用光电门可以测量运动物体挡光时间内的平均速度,因为挡光片较窄,所以可看做测量的是瞬时速度。为了测量做匀变速直线运动小车的加速度,将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上,如右图所示。
(1)当小车匀变速经过光电门时,测得A、B先后挡光的时间分别为Δt1和Δt2,A、B开始挡光时刻的时间间隔为t,则小车的加速度a=____________。
(2)(单选题)实验中,若挡光片的宽度b较大,用上述方法测得的加速度与真实值间会有一定的差距,则下列说法正确的是( )
A.若小车做匀加速运动,则测量值大于真实值;若小车做匀减速运动,则测量值小于真实值
B.若小车做匀加速运动,则测量值小于真实值;若小车做匀减速运动,则测量值大于真实值
C.无论小车做匀加速运动还是做匀减速运动,测量值均大于真实值
D.无论小车做匀加速运动还是做匀减速运动,测量值均小于真实值
质量为m,带电量为+q的小球从距离地面高为h处以一定的初速度水平抛出,在距抛出点水平距离L处,有一根管口比小球直径略大的竖直细管,管的上口距离地面h/2.为使小球能无碰撞的通过管子,可以在管口上方的整个区域内加上水平方向的匀强电场,如图,则下列说法中正确的是
A.所加电场方向应该水平向左
B.小球平抛的水平初速度大小为
C.所加电场的电场强度为
D.小球落地的动能为mgh+
质量相等的两木块A、B用一轻弹簧栓接,静置于水平地面上。现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动。从木块A开始做匀加速直线运动到木块B将要离开地面时的这一过程,下列说法正确的是(设此过程弹簧始终处于弹性限度内 )
A.力F一直增大
B.弹簧的弹性势能一直减小
C.木块A的动能和重力势能之和一直增大
D.两木块A、B和轻弹簧组成的系统机械能先增大后减小