如图甲所示,两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上的两点,其中Q1位于原点O,a、b是它们的连线延长线上的两点。现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用),设粒子经过a,b两点时的速度分别为va、vb,其速度随坐标x变化的图象如图乙所示,则以下判断正确的是( )
A.粒子从a点运动到b点电场力先做负功,后做正功
B.Q2带负电且<
C.a点的电势比b点的电势高
D.粒子在a点的电势能比在b点的电势能大
研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去,地球的其它条件都不变,则未来与现在相比( )
A.地球的第一宇宙速度变小
B.地球赤道处的重力加速度变小
C.地球同步卫星距地面的高度变小
D.地球同步卫星的线速度变小
某质点在0~3 s内运动的v-t图象如图所示。关于质点的运动,下列说法正确的是( )
A.质点在第1 s内的平均速度等于第2 s内的平均速度
B.t=3 s时,质点的位移最大
C.质点在第2 s内的加速度与第3 s内的加速度大小相等,方向相反
D.质点在第2 s内的位移与第3 s内的位移大小相等,方向相反
(18分)“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成,其原理可简化如下:如图1所示,辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面,圆心为O,外圆弧面AB的半径为L,电势为φ1,内圆弧面CD的半径为,电势为φ2。足够长的收集板MN平行边界ACDB,O到MN板的距离OP=L。假设太空中漂浮着质量为m,电量为q的带正电粒子,它们能均匀地吸附到AB圆弧面上,并被加速电场从静止开始加速,不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。
(1)求粒子到达O点时速度的大小;
(2)如图2所示,在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场,圆心为O,半径为L,方向垂直纸面向内,则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有2/3能打到MN板上(不考虑过边界ACDB的粒子再次返回),求所加磁感应强度的大小;
(3)同上问,从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN,求磁感应强度所满足的条件。试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B的关系的相关式子。
(18分)如图所示,光滑水平台面MN上放两个相同小物块A、B,右端N处与水平传送带理想连接,传送带水平部分长度L=8m,沿逆时针方向以恒定速度v0=2m/s匀速转动。物块A、B(大小不计,视作质点)与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.2,物块A、B质量均为m=1kg。开始时A、B静止,A、B间压缩一轻质短弹簧。现解除锁定,弹簧弹开A、B,弹开后B滑上传送带,A掉落到地面上的Q点,已知水平台面高h=0.8m,Q点与水平台面间右端间的距离S=1.6m,g取10m/s2。
(1)求物块A脱离弹簧时速度的大小;
(2)求弹簧储存的弹性势能;
(3)求物块B在水平传送带上运动的时间。
某同学想测量电压表0~3V挡的内阻,他从实验室拿来一个多用电表、3节干电池、50Ω的滑动变阻器1个、开关和若干导线。
①先用多用表粗测其内阻,把选择开关旋到欧姆挡的“×100”倍率,将 (填“红”或“黑”)表笔接电压表的“ ”接线柱,另一只表笔接“3V”的接线柱,多用表的指针位置如图1所示,则电压表的内阻为 ________Ω;
②再用伏安法测量其内阻,把多用表的选择开关旋到直流电流的 (填“100”、“10”、“1”)mA挡,请在图2完成其余的连线;
③实验中多用表的示数为I,电压表的示数为U,则电压表的内阻为RV = 。