我国的月球探测计划“嫦娥工程”分为“绕、落、回”三步。“嫦娥三号”的任务是“落”。 2013年12月2日,“嫦娥三号”发射,经过中途轨道修正和近月制动之后,“嫦娥三号”探测器进入绕月的圆形轨道I。12月12日卫星成功变轨,进入远月点P、近月点Q的椭圆形轨道II。如图所示。 2013年12月14日,“嫦娥三号”探测器在Q点附近制动,由大功率发动机减速,以抛物线路径下降到距月面100米高处进行30s悬停避障,之后再缓慢竖直下降到距月面高度仅为数米处,为避免激起更多月尘,关闭发动机,做自由落体运动,落到月球表面。
已知引力常量为G,月球的质量为M,月球的半径为R,“嫦娥三号”在轨道I上运动时的质量为m, P、Q点距月球表面的高度分别为h1、h2。
(1)求“嫦娥三号”在圆形轨道I上运动的速度大小;
(2)已知“嫦娥三号”与月心的距离为r时,引力势能为(取无穷远处引力势能为零),其中m为此时“嫦娥三号”的质量。
若“嫦娥三号”在轨道II上运动的过程中,动能和引力势能相互转化,它们的总量保持不变。已知“嫦娥三号”经过Q点的速度大小为v,请根据能量守恒定律求它经过P点时的速度大小;
(3)“嫦娥三号”在P点由轨道I变为轨道II的过程中,发动机沿轨道的切线方向瞬间一次性喷出一部分气体,已知喷出的气体相对喷气后“嫦娥三号”的速度大小为u,求喷出的气体的质量。
如图所示,一个匝数n=100、边长L=0.1m的正方形导线框abcd,以v=1m/s的速度向右匀速进入磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,在运动过程中线框平面始终与磁场垂直,已知线框的总电阻R=25Ω。求在进入磁场的整个过程中
(1)导线中感应电流的大小;
(2)ab边所受安培力的大小;
(3)线框中产生的热量。
几位同学通过实验研究水果电池的电动势和内电阻。他们了解到水果电池的内电阻可能比较大,因此设计了一个如图1所示的电路进行测量。图中电压表和电流表的量程分别为1V和0.6mA。
①他们制作了一个苹果电池组进行研究。请将图2中的实物按图1所示电路图连接成实验所用的电路。
②利用图1所示电路,调节滑动变阻器的位置,测量出相应的电流I和电压U,并将电流I和相应的电压U用“﹢”标注在如图4所示的坐标纸上。其中一组电流和电压读数如图3所示,电压表的读数为________ V,电流表的读数为________ mA。
③ 请将图3所示的电流表、电压表的读数也用“﹢”标注在图4的坐标纸上,并画出这个苹果电池组的U﹣I图线。
④根据图4的U﹣I图线可求得该电池组的电动势E=________V(保留三位有效数字),内电阻r=________Ω(保留三位有效数字)。
⑤ 关于该实验的误差,下列说法正确的是________。
A.由于电压表内阻的影响,会使电源内电阻的测量值偏大
B.由于电压表内阻的影响,会使电源内电阻的测量值偏小
C.由于电流表内阻的影响,会使电源内电阻的测量值偏大
D.由于电流表内阻的影响,会使电源内电阻的测量值偏小
在做“用油膜法估测分子的大小”实验时,将6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒,测得每滴入75滴,量筒内的溶液增加1mL。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘中,把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓,如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1cm,则油酸膜的面积约为________m²(保留两位有效数字)。由以上数据,可估算出油酸分子的直径约为________m(保留两位有效数字)。
如图所示,在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度的大小B随时间t的变化关系为B=B0+kt,其中B0、k为正的常数。在此区域的水平面内固定一个半径为r的圆环形内壁光滑的细玻璃管,将一电荷量为q的带正电小球在管内由静止释放,不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场,则下列说法正确的是
A.从上往下看,小球将在管内沿顺时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为2qkπr
B.从上往下看,小球将在管内沿逆时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为2qkπr
C.从上往下看,小球将在管内沿顺时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为qkπr2
D.从上往下看,小球将在管内沿逆时针方向运动,转动一周的过程中动能增量为qkπr2
如图所示,水平桌面上有一小车,装有砂的砂桶通过细绳给小车施加一水平拉力,小车从静止开始做直线运动。保持小车的质量M不变,第一次实验中小车在质量为m1的砂和砂桶带动下由静止前进了一段距离s;第二次实验中小车在质量为m2的砂和砂桶带动下由静止前进了相同的距离s,其中m1<m2<M。两次实验中,绳对小车的拉力分别为T1 和T2,小车、砂和砂桶系统的机械能变化量分别为ΔE1和ΔE2,若空气阻力和摩擦阻力的大小保持不变,不计绳、滑轮的质量,则下列分析正确的是
A.(m1g-T1)< (m2g-T2),ΔE1=ΔE2
B.(m1g-T1)= (m2g-T2),ΔE1=ΔE2
C.(m1g-T1)< (m2g-T2),ΔE1<ΔE2
D.(m1g-T1)= (m2g-T2),ΔE1<ΔE2