如图(a)所示,一光滑绝缘细杆竖直放置,距细杆右侧d=0.3m的A点处有一固定的点电荷。细杆上套有一带电量q=1×10-6C,质量m=0.05kg的小环。设小环与点电荷的竖直高度差为h。将小环无初速释放后,其动能Ek随h的变化曲线如图(b)所示。
(1)试估算点电荷所带电量Q;
(2)小环位于h1=0.40m时的加速度a;
(3)小环从h2=0.3m下落到h3=0.12m的过程中其电势能的改变量。(静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,g=10m/s2)
如图所示,一不可伸长的轻质细绳,绳长为L,一端固定于O点,另一端系一质量为m的小球,小球绕O点在竖直平面内做圆周运动(不计空气阻力)。
(1)若小球通过最高点A时的速度为v,求v的最小值和此时绳对小球拉力F的大小;
(2)若小球恰好通过最高点A且悬点距地面的高度h=2L,小球经过B点或D点时绳突然断开,求两种情况下小球从抛出到落地所用时间之差Δt;
(3)若小球运动到最低点C或最高点A时,绳突然断开,两种情况下小球从抛出到落地水平位移大小相等,则O点距离地面高度h与绳长L之间应满足怎样的关系?
如图所示,均匀薄壁U型管竖直放置,左管竖直部分高度大于30cm且上端封闭,右管上端 开口且足够长,用两段水银封闭了 A、B两部分理想气体,下方水银左右液面等高,右管上方的水银柱高h=4cm,初状态温度为27℃,A气体长度=15cm,大气压强.现使整个装置缓慢升温,当下方水银的左右液面高度相差=10cm时,保持温度不变,再向右管中缓慢注入水银,使A中气柱长度回到15cm.求:
(1)升温后保持不变的温度是多少摄氏度?
(2)右管中再注入的水银高度是多少?
某同学利用图a装置探究轻质弹簧的弹性势能与弹簧形变量之间的关系。一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示。向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放。小球离开桌面后落到水平地面上。通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的____________(填正确答案标号)。
A.小球的质量m
B.小球抛出点到落地点的水平距离s
C.桌面到地面的高度h
D.弹簧的压缩量Δx
E.弹簧原长l0
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=__________。
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-Δx图线。从理论上可推出:如果h不变,m增加,s-Δx图线的斜率会_______(填“增大”、“减小”或“不变”);
(4)设图(b)s-Δx图线的斜率为k,用测量量和已知量表示出Ep与Δx的函数关系式_______。
某研究性学习小组用图示装置来测定当地重力加速度,主要操作如下:
①由静止释放小铁球,用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t;
②用刻度尺测量出两个光电门之间的高度h,并计算出小铁球通过两光电门间的平均速度;
③保持光电门1的位置不变,改变光电门2的位置,重复①的操作.测出多组(h,t),计算出对应的平均速度;
④画出-t图像。
请根据实验,回答如下问题:
(1)设小铁球到达光电门1时的速度为v0,当地的重力加速度为g。则小铁球通过两光电门间平均速度的表达式为_____;(用v0、g和t表示)
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
h(cm) | 10.00 | 20.00 | 30.00 | 40.00 | 50.00 | 60.00 |
t(s) | 0.069 | 0.119 | 0.159 | 0.195 | 0.226 | 0.255 |
(m/s) | 1.45 | 1.68 | 1.89 | 2.05 | 2.21 | 2.35 |
(2)实验测得的数据如下表:请在坐标纸上画出-t图像_______;
(3)根据-t图像,可以求得当地重力加速度g=_______m/s2,试管夹到光电门1的距离约为________cm。
如图所示是探究电源电动势和电源内、外电压关系的实验装置,下部是可调高内阻电池。提高或降低挡板,可改变A、B两电极间电解液通道的横截面积,从而改变电池内阻。电池的两极A、B与电压传感器2相连,位于两个电极内侧的探针a、b与电压传感器1相连,R是滑动变阻器。(实验前已给电源充足了电)
(1)闭合开关S,在将挡板向上提的过程中,电压传感器2的读数将___________;(填“变大”,“变小”,“不变”)
(2)(多选题)下列说法中正确的是(____________)
(A)当S断开时,传感器1的示数为零,传感器2的示数等于电源电动势
(B)闭合S,当把电阻R的滑臂向左移动到阻值为零时,传感器1的示数为零,传感器2的示数等于电源电动势;
(C)闭合S,无论R的滑臂移动到哪里,传感器1的示数总小于传感器2的示数
(D)闭合S,无论R的滑臂移动到哪里,传感器1和传感器2的示数之和总不变