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牛顿说:“我们必须普遍地承认,一切物体,不论是什么,都被赋予了相互引力的原理”....

牛顿说:“我们必须普遍地承认,一切物体,不论是什么,都被赋予了相互引力的原理”.任何两个物体间存在的相互作用的引力,都可以用万有引力定律计算,而且任何两个物体之间都存在引力势能,若规定物体处于无穷远处时的势能为零,则二者之间引力势能的大小为,其中m1m2为两个物体的质量, r为两个质点间的距离(对于质量分布均匀的球体,指的是两个球心之间的距离),G为引力常量.设有一个质量分布均匀的星球,质量为M,半径为R

1)该星球的第一宇宙速度是多少?

2)为了描述电场的强弱,引入了电场强度的概念,请写出电场强度的定义式.类比电场强度的定义,请在引力场中建立“引力场强度”的概念,并计算该星球表面处的引力场强度是多大?

3)该星球的第二宇宙速度是多少?

4)如图所示是一个均匀带电实心球的剖面图,其总电荷量为+Q(该带电实心球可看作电荷集中在球心处的点电荷),半径为RP为球外一点,与球心间的距离为r,静电力常量为k.现将一个点电荷-q(该点电荷对实心球周围电场的影响可以忽略)从球面附近移动到p点,请参考引力势能的概念,求电场力所做的功.

 

(1);(2);(3);(4) 【解析】 (1)设靠近该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速度大小为,万有引力提供卫星做圆周运动的向心力 解得: ; (2)电场强度的定义式 设质量为m的质点距离星球中心的距离为r,质点受到该星球的万有引力 质点所在处的引力场强度 得 该星球表面处的引力场强度 (3)设该星球表面一物体以初速度向外抛出,恰好能飞到无穷远,根据能量守恒定律 解得: ; (4)点电荷-q在带电实心球表面处的电势能 点电荷-q在P点的电势能 点电荷-q从球面附近移动到P点,电场力所做的功 解得: .  
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考点分析:
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如图所示,水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。已知两板间的电势差为U,距离为d;匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从A点沿水平方向射入到两板之间,恰好沿直线从M点射出;如果撤去磁场,粒子从N点射出。MN两点间的距离为h。不计粒子的重力。求:

1)匀强电场场强的大小E

2)粒子从A点射入时的速度大小v0

3)粒子从N点射出时的动能Ek

 

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如图所示.在距水平地面高h=0.80m的水平桌面一端的边缘放置一个质量m=0.80kg的木块B,桌面的另一端有一块质量M=1.0kg的木块A以初速度v0=4.0m/s开始向着木块B滑动,经过时间t=0.80sB发生碰撞,碰后两木块都落到地面上,木块B离开桌面后落到地面上的D点.设两木块均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知D点距桌面边缘的水平距离s=0.60m,木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度取g=10m/s2.求:

(1)木块B离开桌面时的速度大小;

(2)两木块碰撞前瞬间,木块A的速度大小;

(3)两木块碰撞后瞬间,木块A的速度大小.

 

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用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片的来验证动量守恒定律,实验步骤如下:

①用天平测出AB两个小球的质量mAmB

②安装好实验装置,使斜槽的末端所在的平面保持水平;

③先不在斜槽的末端放小球B,让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放,小球A离开斜槽后,频闪照相机连续拍摄小球A的两位置(如图乙所示);

④将小球B放在斜槽的末端,让小球A仍从位置P处由静止开始释放,使它们碰撞,频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置(如图丙所示);

⑤测出所需要的物理量.

请回答:

(1)实验①中AB的两球质量应满足______

(2)在步骤⑤中,需要在照片中直接测量的物理量有______;(请选填x0y0xAyAxByB”)

(3)两球在碰撞过程中若动量守恒,满足的方程是:______

 

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测定某合金电阻率的实验器材如下:待测合金丝R(阻值约)、学生电源(5V)、开关、导线、电流表A(量程0~0.6A,内阻约0.125Ω)、电压表V(量程0~3V,内阻约3kΩ)、滑动变阻器R0(最大阻值)、刻度尺、螺旋测微器。

(1)利用螺旋测微器测量合金丝的直径D。某次测量时,螺旋测微器的示数如图1所示,则该次测量值____________mm

(2)请在图2中将测量合金丝电阻的电路图补充完整,并尽可能使实验误差较小______________

(3)当合金丝两端电压为U时,通过合金丝的电流为I;测得合金丝的长度为L,直径为D,请根据这些物理量写出该合金电阻率的表达式_____________

(4)如表为实验室对一段粗细均匀的合金丝的测量数据表。

 

第一组

第二组

第三组

第四组

第五组

电压U/V

1.20

3.00

1.20

1.20

3.00

长度L/cm

150.00

150.00

200.00

200.00

150.00

合金丝温度t/

20.0

20.0

20.0

80.0

80.0

电阻率ρm

 

①由以上表格数据,你认为影响合金电阻率的因素是________;(选填“电压”“长度”或“温度”)

②结合表中的数据,从微观角度思考,你认为合金电阻率变大的可能原因是____________。(填写下列内容的字母代号)

A.电子定向移动的平均速率增大     B.电子做热运动的平均速率增大     C.单位体积内的自由电子数增大

 

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基于人的指纹具有终身不变性和唯一性的特点,发明了指纹识别技术.目前许多国产手机都有指纹解锁功能,常用的指纹识别传感器是电容式传感器,如图所示.指纹的凸起部分叫,凹下部分叫.传感器上有大量面积相同的小极板,当手指贴在传感器上时,这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器,这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同.此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值,然后电容器放电,电容值小的电容器放电较快,根据放电快慢的不同,就可以探测到嵴和峪的位置,从而形成指纹图象数据.根据文中信息,下列说法正确的是(     )

A.在峪处形成的电容器电容较大

B.在峪处形成的电容器放电较慢

C.充电后在嵴处形成的电容器的电荷量大

D.潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响

 

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