精品解析:北京市第十一中学2022-2023学年高二上学期期中物理试题
2025-07-18
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2022-2023 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | 北京市 |
| 地区(区县) | 东城区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.83 MB |
| 发布时间 | 2025-07-18 |
| 更新时间 | 2025-07-18 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-07-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53106237.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2022-2023学年第一学期期中练习
高二年级物理学科(学考)试题
第一部分(选择题共60分)
一、选择题共20小题,每小题3分,共60分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
请阅读下列文字完成下列小题
如图所示,一辆汽车沿平直公路运动,从某时刻开始计时,汽车在第内、第内、第内、第内、第内前进的距离分别是、、、。
1. 下列物理量中,可以用来描述汽车运动快慢的物理量是( )
A. 位移 B. 速度 C. 路程 D. 时间
2. 汽车在第内的平均速度大小为( )
A. 9m/s B. C. D. 3.5m/s
3. 某同学根据题目所提供的信息,猜想汽车在这5s内做匀变速直线运动。如果他的猜想是正确的,可进一步推断汽车在这一运动过程中所受的合力( )
A. 保持不变 B. 越来越大
C. 越来越小 D. 先增大,再减小
【答案】1. B 2. B 3. A
【解析】
【1题详解】
描述汽车运动快慢的物理量是速度。
故选B。
【2题详解】
由题意知,汽车在第2s内的平均速度大小为
故选B。
【3题详解】
若该同学猜想是正确的,即汽车在这5s内做匀减速直线运动。则汽车加速度恒定不变,由可知,汽车所受合力保持不变。
故选A。
请阅读下列文字完成下列小题
蹦床运动是极具技巧性和观赏性的项目,具有弹性的蹦床可以简化成下端固定的竖直放置的轻弹簧,用小球替代运动员,如图所示。运动员从最高点A点由静止下落,当他经过点时,此时弹簧恰好处于自由状态,点是运动过程的最低点。在整个竖直运动过程中,弹簧始终处于弹性限度内,空气阻力忽略不计。
4. 运动员从点运动到点过程中,他所受重力的瞬时功率( )
A. 越来越大 B. 越来越小
C 保持不变 D. 先增大,再减小
5. 运动员从点运动到点的过程中,弹簧弹力的大小变化情况为( )
A. 越来越大 B. 越来越小
C. 保持不变 D. 先增大,再减小
6. 运动员从点运动到点的过程中,若运动员姿态始终保持不变,则运动员、弹簧和地球所组成的系统的机械能( )
A. 越来越大 B. 越来越小
C. 保持不变 D. 先增大,再减小
【答案】4. A 5. A 6. C
【解析】
【4题详解】
由题意可知,运动员从A点运动到B点的过程中只受重力,做自由落体运动,则瞬时速度为
重力的瞬时功率为
即他所受重力的瞬时功率越来越大。
故选A。
【5题详解】
根据胡克定律
可知,弹簧的形变量增大,所以弹簧弹力增大。
故选A。
【6题详解】
运动员运动过程中,只有重力和弹簧弹力做功,所以运动员、弹簧和地球所组成的系统的机械能守恒。
故选C。
请阅读下列文字完成下列小题
如图所示,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球(可看做质点)。此时释放点到水平地面的距离,空气阻力忽略不计,取重力加速度。
7. 以地面为参考系,小球被释放后,在空中做( )
A. 匀速直线运动 B. 匀加速直线运动
C. 平抛运动 D. 匀速圆周运动
8. 小球被释放后,在空中运动过程中,其动能将( )
A. 越来越大 B. 越来越小
C. 保持不变 D. 先减小,再增大
9. 小球的落地点到释放点的水平距离为( )
A. 20m B. 10m C. 4m D. 2m
【答案】7. C 8. A 9. C
【解析】
【7题详解】
以地面为参考系,小球被释放后,只受重力,有水平方向的初速度,即在空中做平抛运动。
故选C。
【8题详解】
小球被释放后,在空中运动过程中,重力对其做正功,根据动能定理可知其动能将越来越大误。
故选A。
【9题详解】
小球下落时间为
解得
小球的落地点到释放点的水平距离为
故选C。
请阅读下列文字完成下列小题
电场是一类特殊的物质,电荷可以“感受”到电场的存在。图为描述某静电场的电场线,、是同一条电场线上的三个不同的点,其中点的电场强度大小为、电势为点的电场强度大小为、电势为点的电场强度大小为、电势为。
10. 关于、、三点电场强度大小,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
11. 关于、、三点电势的高低,下列判断正确的是图( )
A. B.
C. D.
12. 将一倍正电的试探电荷,由点移动到点的过程中,其电势能( )
A. 越来越大 B. 越来越小
C. 保持不变 D. 先减小,再增大
【答案】10. C 11. A 12. A
【解析】
【10题详解】
电场线的疏密程度反应电场的强弱,由图可知
故选C。
【11题详解】
沿着电场线的方向电势降低,所以
故选A。
【12题详解】
正电荷所受电场力与电场方向相同,由c点移动到a点的过程中,电场力做负功,电势能增加。
故选A。
请阅读下述文字,完成下列小题。
电容器是一种能储存电荷的电学元件。两个彼此绝缘又相距很近的导体,就构成一个简单的电容器。电容器储存电荷的特性可以用电容C来表征。
13. 若电容器两极板间的电势差为U,下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
14. 在给电容器充电过程中,下列说法正确的是( )
A. 电容器所带的电荷量逐渐减小 B. 电容器所带的电荷量逐渐增大
C. 电容器两极板间的电势差保持不变 D. 电容器两极板间的电势差逐渐减小
【答案】13. C 14. B
【解析】
【13题详解】
根据电容的决定式
可知电容与介电常数、正对面积和板间距离有关,电容器的两板间电压U增大而电容C不变,即电容C不随U的增大而变化,故选C。
【14题详解】
根据电容器的定义式
可得
电容器在充电过程中,电容器所带的电荷量Q逐渐增大,而电容器的电容C不变,所以电容器两极板间的电势差随电荷量Q的增大而增大,故选B。
请阅读下述文字,完成下列小题。
电源(电动势为E、内阻为r)、电阻箱、理想电压表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后,当电阻箱接入电路的阻值时,理想电压表示数为6.0V。
15. 通过电阻箱的电流I为( )
A. 1.0A B. 2.0A C. 3.0A D. 4.0A
16. 5s内电阻箱产生的焦耳热为( )
A. 30J B. 60J C. 90J D. 150J
17. 当电阻箱接入电路的阻值增大时,理想电压表的示数将( )
A. 变大 B. 变小 C. 保持不变 D. 先变大后变小
【答案】15. C 16. C 17. A
【解析】
【15题详解】
通过电阻箱的电流I为
故选C。
16题详解】
5s内电阻箱产生的焦耳热为
故选C。
【17题详解】
当电阻箱接入电路的阻值增大时,由欧姆定律
可得电路中电流减小,则电源内压
减小,所以理想电压表的示数
可知理想电压表的示数将变大。
故选A。
请阅读下列文字完成下列小题
北斗卫星导航系统,简称BDS,是我国自行研制的全球卫星导航系统。北斗系统中包含多种卫星,如沿地球表面附近飞行的近地卫星,以及地球同步卫星等。图为某时刻从北极上空俯瞰的地球同步卫星A、近地卫星B和位于赤道地面上的观察点C的位置的示意图。地球可看作质量分布均匀的球体,卫星、绕地心的运动可看作沿逆时针方向的匀速圆周运动,其轨道与地球赤道在同一平面内,不考虑空气阻力及其他天体的影响。
18. 若从图所示位置开始计时,则经过时间后,图中各个卫星的位置合理的是( )
A. B.
C. D.
19. 若卫星、和观察点的向心加速度的大小分别为、、,则下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
20. 若已知引力常量,那么要确定地球的密度,只需要再测量( )
A. 卫星A的质量 B. 卫星B的质量
C. 卫星A的运行周期 D. 卫星B的运行周期
【答案】18. D 19. C 20. D
【解析】
【18题详解】
由题意,地球同步卫星A和位于赤道地面上的观察点C的角速度相等,则二者相对位置不变,A始终在C的正上方。
故选D。
【19题详解】
对卫星A、B有
则
则
对卫星A和观察点C有,则
则,故只有C正确。
故选C。
【20题详解】
AC.卫星A环绕地球,有
得地球质量
则地球密度
即还需测量A的环绕半径、周期和地球半径,不符合题意,故AC错误;
BD.卫星B环绕地球,有
得地球质量
则地球密度
即还需测量B的环绕周期,符合题意,故B错误,D正确。
故选D。
第二部分(非选择题共40分)
二、填空题共3小题,每空2分,共12分。
21. 如图所示,O为带正电的导体球,用绝缘丝线将一个带电小球分别悬挂在A、B、C三个位置,调节丝线长度,使带电小球与导体球O的球心保持在同一水平线上,小球静止时的状态如图所示。可推断:小球带________(选填“正”或“负”)电荷;悬挂在________(选填“A”“B”或“C”)位置时小球受到的电场力最大。
【答案】 ①. 正 ②. A
【解析】
【详解】[1]小球受到正电荷的排斥力,则可推断小球带正电荷;
[2]两电荷相距越近则静电力越大,可知悬挂在A位置时小球受到的电场力最大。
22. 某实验小组在做“测量做直线运动小车的瞬时速度”的实验中,选取了一条点迹清晰的纸带,如图所示。图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序选取的计数点,相邻计数点间的时间间隔为T。在图中,由此可判断出,小车运动的速度_______(选填“越来越大”或“越来越小”)。为了计算打下A点时小车的瞬时速度,甲同学用计算,乙同学用计算,得到不同的计算结果从理论上讲,_______(选填“甲”或“乙”)同学的计算结果更接近vA的真实值。
【答案】 ①. 越来越大 ②. 甲
【解析】
【分析】
【详解】[1]图中,由此可判断出小车的位移越来越大,再根据它们的时间相等,则可判定小车的运动速度越来越大。
[2]根据时间越短时,平均速度越接近瞬时速度,甲同学用计算,乙同学用计算,则甲同学时间较短,因此从理论上讲,甲同学的计算结果更接近的真实值。
23. 用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验,除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、打点计时器、刻度尺、导线及开关外,还必须使用的器材是___________(选填“交流电源”或“直流电源”)。为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的重力势能的减少量和___________的增加量。
【答案】 ① 交流电源 ②. 动能
【解析】
【分析】
【详解】[1]打点计时器用的交流电源。
[2]为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的重力势能的减少量和动能的增加量。
三、计算论证题共5小题,共28分。(解题要求:写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题,结果必须明确写出数值和单位。
24. 如图所示,用的水平拉力,使质量的物体由静止开始沿水平面做匀加速直线运动,物体与水平面间的动摩擦因数,取重力加速度。求:
(1)运动过程中物体所受滑动摩擦力的大小f;
(2)物体运动的加速度大小a;
(3)物体在前4.0s内所通过的位移大小x。
【答案】(1)2N;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)物体所受滑动摩擦力
(2)根据牛顿第二定律
代入数据得
(3)根据运动学公式
解得物体在前4.0s内所通过的位移大小
25. 如图所示,在匀强电场中,A、B为同一条电场线上的两点。已知电场的电场强度大小,A、B两点之间的距离。
(1)求A、B两点之间的电势差;
(2)一电荷量的试探电荷沿电场线从A点运动到B点。求此过程中该试探电荷电势能的改变量。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)根据电势差与电场强度的关系,有
(2)根据电场力的功与电势能变化量的关系,有
26. 如图所示,有一辆质量为m的汽车(可看做质点)驶上半径为R的圆弧拱桥。
(1)当汽车以一定速度通过拱桥桥顶时(汽车与桥面之间始终有相互作用),画出此时汽车在竖直方向受力的示意图;
(2)已知、、重力加速度,则当该汽车以速率通过拱桥桥顶时,汽车对桥的压力是多大?并判断此时汽车是处于超重状态,还是失重状态?
(3)汽车过桥顶时对桥面的压力过小是不安全的。请你通过分析说明,在设计拱桥时,对于同样的车速,拱桥圆弧的半径是大些比较安全,还是小些比较安全?
【答案】(1) ;(2),失重;(3)半径应当大一些
【解析】
【详解】(1)如答图所示
(2)根据牛顿第二定律和向心加速度公式,有
代入数据有
根据牛顿第三定律,可知汽车对桥面的压力大小为
因为
因此汽车处于失重状态
(3)由(2)可知
即R较大时,就较大,因此拱桥圆弧的半径应当大一些。
27. 北京时间2021年10月16日6时56分,神舟十三号载人飞船成功对接于天和核心舱径向端口,空间站[由天和核心舱、神舟十三号载人飞船、天舟二号和天舟三号货运飞船一起组成四舱(船)组合体]绕地球的运动可视为匀速圆周运动,不考虑空气阻力以及其他天体的影响,地球可视作质量为M的均匀球体;设空间站(可看做质点)的总质量为、空间站绕行的轨道半径为r;万有引力常量为G。
(1)求空间站绕地球做匀速圆周运动的线速度的大小v;
(2)若空间站绕地球运动的周期为T,请证明为一与空间站质量无关的常量;
(3)小明通过类比发现,两点电荷间的库仑力与两质点间的万有引力都满足与距离的平方成反比,因此他猜想:“设静电力常量为k,若真空中一个质量为m、电量为的试探电荷A,绕一电荷量为的固定点电荷B做半径为、周期为的匀速圆周运动时,则也是一个与试探电荷A的质量和电量均无关的常量。”请你通过分析、计算来判断小明的猜想是否正确。
【答案】(1);(2)见解析;(3)见解析
【解析】
【详解】(1)根据
解得
(2)对于空间站,根据万有引力定律、圆周运动向心加速度公式和牛顿第二定律,有
解得
其中G、M均为常量,与m无关。
(3)根据库仑定律、圆周运动向心加速度公式和牛顿第二定律,有
解得
其中k、Q、均为常量,但该比值与试探电荷的质量m和电量q均有关,因此小明的猜想不正确。
28. 图1为示波管的结构原理图,加热的阴极K发出的电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出,最终打到荧光屏上的C点。已知电子的质量为m,电荷量为e,加速电压为。偏转电场两金属板的长度为,板间距离为d,其间偏转电场可看做匀强电场,极板间偏转电压为U。金属板右端到荧光屏的距离为。忽略电子所受重力及电子间的相互作用,不考虑相对论效应。
(1)求电子进入偏转电场时的速度大小;
(2)求电子离开偏转电场时,沿垂直于板面方向的偏转距离D;
(3)保持加速电压不变,当改变偏转电压U时,荧光屏上C点到O点的距离y也会随之变化。若在OC之间均匀地标记上一系列刻度点,如图2所示(即从右向左看图1中荧光屏)。请你证明这些刻度点对应的偏转电压的值是均匀的。
【答案】(1);(2);(3)见解析
【解析】
【详解】(1)根据动能定理,有
解得
(2)电子的竖直方向分运动为匀加速直线运动,设加速度为a,根据牛顿第二定律和电场力公式有
电子水平方向分运动为匀速直线运动,设其在板间的运动时间为t,根据匀速直线运动公式有
将上述公式代入,可得
(3)根据几何关系
其中电子离开偏转时的竖直分速度
电子从离开偏转电场到打到C点所用时间
可得
因为为一定值,可得y与U成正比,因此这些刻度对应偏转电压的值是均匀的。
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2022-2023学年第一学期期中练习
高二年级物理学科(学考)试题
第一部分(选择题共60分)
一、选择题共20小题,每小题3分,共60分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
请阅读下列文字完成下列小题
如图所示,一辆汽车沿平直公路运动,从某时刻开始计时,汽车在第内、第内、第内、第内、第内前进距离分别是、、、。
1. 下列物理量中,可以用来描述汽车运动快慢的物理量是( )
A. 位移 B. 速度 C. 路程 D. 时间
2. 汽车在第内的平均速度大小为( )
A. 9m/s B. C. D. 3.5m/s
3. 某同学根据题目所提供的信息,猜想汽车在这5s内做匀变速直线运动。如果他的猜想是正确的,可进一步推断汽车在这一运动过程中所受的合力( )
A. 保持不变 B. 越来越大
C 越来越小 D. 先增大,再减小
请阅读下列文字完成下列小题
蹦床运动是极具技巧性和观赏性的项目,具有弹性的蹦床可以简化成下端固定的竖直放置的轻弹簧,用小球替代运动员,如图所示。运动员从最高点A点由静止下落,当他经过点时,此时弹簧恰好处于自由状态,点是运动过程的最低点。在整个竖直运动过程中,弹簧始终处于弹性限度内,空气阻力忽略不计。
4. 运动员从点运动到点过程中,他所受重力的瞬时功率( )
A. 越来越大 B. 越来越小
C. 保持不变 D. 先增大,再减小
5. 运动员从点运动到点的过程中,弹簧弹力的大小变化情况为( )
A. 越来越大 B. 越来越小
C. 保持不变 D. 先增大,再减小
6. 运动员从点运动到点的过程中,若运动员姿态始终保持不变,则运动员、弹簧和地球所组成的系统的机械能( )
A. 越来越大 B. 越来越小
C. 保持不变 D. 先增大,再减小
请阅读下列文字完成下列小题
如图所示,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放了一个小球(可看做质点)。此时释放点到水平地面的距离,空气阻力忽略不计,取重力加速度。
7. 以地面为参考系,小球被释放后,在空中做( )
A. 匀速直线运动 B. 匀加速直线运动
C. 平抛运动 D. 匀速圆周运动
8. 小球被释放后,在空中运动过程中,其动能将( )
A. 越来越大 B. 越来越小
C. 保持不变 D. 先减小,再增大
9. 小球的落地点到释放点的水平距离为( )
A. 20m B. 10m C. 4m D. 2m
请阅读下列文字完成下列小题
电场是一类特殊的物质,电荷可以“感受”到电场的存在。图为描述某静电场的电场线,、是同一条电场线上的三个不同的点,其中点的电场强度大小为、电势为点的电场强度大小为、电势为点的电场强度大小为、电势为。
10. 关于、、三点电场强度大小,下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
11. 关于、、三点电势的高低,下列判断正确的是图( )
A. B.
C. D.
12. 将一倍正电的试探电荷,由点移动到点的过程中,其电势能( )
A. 越来越大 B. 越来越小
C. 保持不变 D. 先减小,再增大
请阅读下述文字,完成下列小题。
电容器是一种能储存电荷的电学元件。两个彼此绝缘又相距很近的导体,就构成一个简单的电容器。电容器储存电荷的特性可以用电容C来表征。
13. 若电容器两极板间的电势差为U,下列图像正确的是( )
A. B.
C. D.
14. 在给电容器充电过程中,下列说法正确的是( )
A. 电容器所带的电荷量逐渐减小 B. 电容器所带的电荷量逐渐增大
C. 电容器两极板间的电势差保持不变 D. 电容器两极板间的电势差逐渐减小
请阅读下述文字,完成下列小题。
电源(电动势为E、内阻为r)、电阻箱、理想电压表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后,当电阻箱接入电路的阻值时,理想电压表示数为6.0V。
15. 通过电阻箱的电流I为( )
A. 1.0A B. 2.0A C. 3.0A D. 4.0A
16. 5s内电阻箱产生的焦耳热为( )
A. 30J B. 60J C. 90J D. 150J
17. 当电阻箱接入电路的阻值增大时,理想电压表的示数将( )
A. 变大 B. 变小 C. 保持不变 D. 先变大后变小
请阅读下列文字完成下列小题
北斗卫星导航系统,简称BDS,是我国自行研制的全球卫星导航系统。北斗系统中包含多种卫星,如沿地球表面附近飞行的近地卫星,以及地球同步卫星等。图为某时刻从北极上空俯瞰的地球同步卫星A、近地卫星B和位于赤道地面上的观察点C的位置的示意图。地球可看作质量分布均匀的球体,卫星、绕地心的运动可看作沿逆时针方向的匀速圆周运动,其轨道与地球赤道在同一平面内,不考虑空气阻力及其他天体的影响。
18. 若从图所示位置开始计时,则经过时间后,图中各个卫星的位置合理的是( )
A. B.
C. D.
19. 若卫星、和观察点的向心加速度的大小分别为、、,则下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
20. 若已知引力常量,那么要确定地球的密度,只需要再测量( )
A. 卫星A的质量 B. 卫星B的质量
C. 卫星A的运行周期 D. 卫星B的运行周期
第二部分(非选择题共40分)
二、填空题共3小题,每空2分,共12分。
21. 如图所示,O为带正电的导体球,用绝缘丝线将一个带电小球分别悬挂在A、B、C三个位置,调节丝线长度,使带电小球与导体球O的球心保持在同一水平线上,小球静止时的状态如图所示。可推断:小球带________(选填“正”或“负”)电荷;悬挂在________(选填“A”“B”或“C”)位置时小球受到的电场力最大。
22. 某实验小组在做“测量做直线运动小车的瞬时速度”的实验中,选取了一条点迹清晰的纸带,如图所示。图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序选取的计数点,相邻计数点间的时间间隔为T。在图中,由此可判断出,小车运动的速度_______(选填“越来越大”或“越来越小”)。为了计算打下A点时小车的瞬时速度,甲同学用计算,乙同学用计算,得到不同的计算结果从理论上讲,_______(选填“甲”或“乙”)同学的计算结果更接近vA的真实值。
23. 用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验,除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、打点计时器、刻度尺、导线及开关外,还必须使用的器材是___________(选填“交流电源”或“直流电源”)。为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的重力势能的减少量和___________的增加量。
三、计算论证题共5小题,共28分。(解题要求:写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题,结果必须明确写出数值和单位。
24. 如图所示,用的水平拉力,使质量的物体由静止开始沿水平面做匀加速直线运动,物体与水平面间的动摩擦因数,取重力加速度。求:
(1)运动过程中物体所受滑动摩擦力的大小f;
(2)物体运动的加速度大小a;
(3)物体在前4.0s内所通过的位移大小x。
25. 如图所示,在匀强电场中,A、B为同一条电场线上的两点。已知电场的电场强度大小,A、B两点之间的距离。
(1)求A、B两点之间的电势差;
(2)一电荷量的试探电荷沿电场线从A点运动到B点。求此过程中该试探电荷电势能的改变量。
26. 如图所示,有一辆质量为m的汽车(可看做质点)驶上半径为R的圆弧拱桥。
(1)当汽车以一定速度通过拱桥桥顶时(汽车与桥面之间始终有相互作用),画出此时汽车在竖直方向受力的示意图;
(2)已知、、重力加速度,则当该汽车以速率通过拱桥桥顶时,汽车对桥的压力是多大?并判断此时汽车是处于超重状态,还是失重状态?
(3)汽车过桥顶时对桥面的压力过小是不安全的。请你通过分析说明,在设计拱桥时,对于同样的车速,拱桥圆弧的半径是大些比较安全,还是小些比较安全?
27. 北京时间2021年10月16日6时56分,神舟十三号载人飞船成功对接于天和核心舱径向端口,空间站[由天和核心舱、神舟十三号载人飞船、天舟二号和天舟三号货运飞船一起组成四舱(船)组合体]绕地球运动可视为匀速圆周运动,不考虑空气阻力以及其他天体的影响,地球可视作质量为M的均匀球体;设空间站(可看做质点)的总质量为、空间站绕行的轨道半径为r;万有引力常量为G。
(1)求空间站绕地球做匀速圆周运动的线速度的大小v;
(2)若空间站绕地球运动的周期为T,请证明为一与空间站质量无关的常量;
(3)小明通过类比发现,两点电荷间的库仑力与两质点间的万有引力都满足与距离的平方成反比,因此他猜想:“设静电力常量为k,若真空中一个质量为m、电量为的试探电荷A,绕一电荷量为的固定点电荷B做半径为、周期为的匀速圆周运动时,则也是一个与试探电荷A的质量和电量均无关的常量。”请你通过分析、计算来判断小明的猜想是否正确。
28. 图1为示波管的结构原理图,加热的阴极K发出的电子由静止开始经加速电场加速后,沿平行于板面的方向射入偏转电场,并从另一侧射出,最终打到荧光屏上的C点。已知电子的质量为m,电荷量为e,加速电压为。偏转电场两金属板的长度为,板间距离为d,其间偏转电场可看做匀强电场,极板间偏转电压为U。金属板右端到荧光屏的距离为。忽略电子所受重力及电子间的相互作用,不考虑相对论效应。
(1)求电子进入偏转电场时速度大小;
(2)求电子离开偏转电场时,沿垂直于板面方向的偏转距离D;
(3)保持加速电压不变,当改变偏转电压U时,荧光屏上C点到O点的距离y也会随之变化。若在OC之间均匀地标记上一系列刻度点,如图2所示(即从右向左看图1中荧光屏)。请你证明这些刻度点对应的偏转电压的值是均匀的。
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