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如圖所示，圓形玻璃平板半徑為r，離水平地面的高度為h，一質量為m的小木塊放置在玻璃板的邊緣，隨玻璃板一起繞圓心O在水平面內做勻速圓周運動．
（1）若勻速圓周運動的周期為T，求木塊的線速度和所受摩擦力的大��；
（2）利用此裝置還可以粗略測出木塊與桌面間的動摩擦因數μ，方案是：緩慢增大玻璃板的轉速，最后木塊沿玻璃板邊緣的切線方向水平飛出，測出落地點與通過圓心O的豎直線間的距離為L．不計空氣阻力，設木塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g，求木塊與桌面間的動摩擦因數μ．
分析：（1）根據線速度與周期的關系求出線速度的大小，根據靜摩擦力提供向心力求出摩擦力的大�。�
（2）根據平拋運動的規(guī)律求出物體的初速度，結合最大靜摩擦力提供向心力求出木塊與桌面間的動摩擦因數．
解答：解：（1）木塊的線速度為：v=r?
2π
T
=
2πr
T
．
根據f=mr?
4π2
T2
，知摩擦力的大小為：f=
4π2mr
T2
．
（2）根據h=
1
2
gt2得：t=
2h
g
．
則初速度為：v0=
L2-r2
t
=
(L2-r2)g
2h
．

根據μmg=m
v02
r
得：μ=
L2-r2
2hr
．
答：（1）木塊的線速度大小為
2πr
T
，摩擦力的大小為
4π2mr
T2
．
（2）木塊與桌面間的動摩擦因數為
L2-r2
2hr
．
點評：本題考查了圓周運動和平拋運動的綜合，對于平拋運動，知道水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，對于圓周運動，知道向心力的來源，結合牛頓第二定律進行求解．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網1897年湯姆生通過對陰極射線的研究，發(fā)現了電子，從而使人們認識到原子是可分的．湯姆生當年用來測定電子比荷（電荷量e與質量m之比）的實驗裝置如圖所示，真空玻璃管內C、D為平行板電容器的兩極，圓形陰影區(qū)域內可由管外電磁鐵產生一垂直紙面的勻強磁場，圓形區(qū)域的圓心位于C、D中心線的中點，直徑與C、D的長度相等．已知極板C、D的長度為L1，C、D間的距離為d，極板右端到熒光屏的距離為L2．由K發(fā)出的電子，經A與K之間的高電壓加速后，形成一束很細的電子流，電子流沿C、D中心線進入板間區(qū)域．若C、D間無電壓，則電子將打在熒光屏上的O點；若在C、D間加上電壓U，則電子將打在熒光屏上的P點，P點到O點的距離為h；若再在圓形區(qū)域內加一方向垂直于紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場，則電子又打在熒光屏上的O點．不計重力影響．
（1）求電子打在熒光屏O點時速度的大�。�
（2）推導出電子比荷的表達式．
（3）利用這個裝置，還可以采取什么方法測量電子的比荷？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（選修3-4模塊選做題）

（1）判斷以下說法的正誤，在相應的括號內打“√”或“×”。

A．光速不變原理是狹義相對論的兩個基本假設之一（    ）

B．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度（    ）

C．光在介質中的速度大于光在真空中的速度（    ）

D．變化的電場一定產生變化的磁場；變化的磁場一定產生變化的電場（    ）

（2）如圖所示，某同學用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2，確定入射光線，并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚（圖中實線部分）另一側垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3。圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點。設AB的長度為l1，AO的長度為l2，CD的長度為l3，DO的長度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量_____________（用上述給出量的字母表示），則玻璃磚的折射率可表示為_____________。

（3）如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2 m/s。試回答下列問題：

①寫出x=1.0 m處質點的振動函數表達式；

②求出x=2.5 m處質點在0—4.5 s內通過的路程及t=4.5 s時的位移。

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科目：高中物理 來源： 題型：

1897年湯姆生通過對陰極射線的研究，發(fā)現了電子，從而使人們認識到原子是可分的。湯姆生當年用來測定電子比荷（電荷量e與質量m之比）的實驗裝置如圖所示，真空玻璃管內C、D為平行板電容器的兩極，圓形陰影區(qū)域內可由管外電磁鐵產生一垂直紙面的勻強磁場，圓形區(qū)域的圓心位于C、D中心線的中點，直徑與C、D的長度相等。已知極板C、D的長度為L1，C、D間的距離為d，極板右端到熒光屏的距離為L2。由K發(fā)出的電子，經A與K之間的高電壓加速后，形成一束很細的電子流，電子流沿C、D中心線進入板間區(qū)域。

若C、D間無電壓，則電子將打在熒光屏上的O點；若在C、D間加上電壓U，則電子將打在熒光屏上的P點，P點到O點的距離為h；若再在圓形區(qū)域內加一方向垂直于紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場，則電子又打在熒光屏上的O點。不計重力影響。

  （1）求電子打在熒光屏O點時速度的大小。

  （2）推導出電子比荷的表達式。

  （3）利用這個裝置，還可以采取什么方法測量電子的比荷？

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科目：高中物理 來源：北京模擬題 題型：計算題

1897年湯姆生通過對陰極射線的研究，發(fā)現了電子，從而使人們認識到原子是可分的。湯姆生當年用來測定電子比荷（電荷量e與質量m之比）的實驗裝置如圖所示，真空玻璃管內C、D為平行板電容器的兩極，圓形陰影區(qū)域內可由管外電磁鐵產生一垂直紙面的勻強磁場，圓形區(qū)域的圓心位于C、D中心線的中點，直徑與C、D的長度相等，已知極板C、D的長度為L1，C、D間的距離為d，極板右端到熒光屏的距離為L2。由K發(fā)出的電子，經A與K之間的高電壓加速后，形成一束很細的電子流，電子流沿C、D中心線進入板間區(qū)域，若C、D間無電壓，則電子將打在熒光屏上的O點；若在C、D間加上電壓U，則電子將打在熒光屏上的P點，P點到O點的距離為h；若再在圓形區(qū)域內加一方向垂直于紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場，則電子又打在熒光屏上的O點。不計重力影響。
（1）求電子打在熒光屏O點時速度的大��；
（2）推導出電子比荷的表達式；
（3）利用這個裝置，還可以采取什么方法測量電子的比荷？

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

 【選做題】本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩題，并在答題卡相應的答題區(qū)域內作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．

A．(選修模塊3—3)（12分）

（1）（4分）判斷以下說法的正誤，在相應的括號內打“√”或“×”。

  （A）用手捏面包，面包體積會縮小，說明分子之間有間隙。（   ）

  （B）溫度相同的氫氣和氧氣，氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同。（   ）

  （C）夏天荷葉上小水珠呈球狀，是由于液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的緣故。（    ）

  （D）自然界中進行的一切與熱現象有關的宏觀過程都具有方向性。（   ）

（2）（4分）在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，有下列操作步驟，請補充實驗步驟的內容及實驗步驟中的計算式：

  （A）用滴管將濃度為的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，記下的油酸酒精溶液的滴數；

  （B）將痱子粉末均勻地撒在淺盤內的水面上，用滴管吸取濃度為的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面足夠大，且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數；

  （C）________________▲________________；

  （D）將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上邊長的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數；

  （E）用上述測量的物理量可以估算出單個油酸分子的直徑__▲____。

（3）如圖所示，上端開口的光滑圓柱形氣缸豎直放置，截面積為40cm2的活塞將

一定質量的氣體和一形狀不規(guī)則的固體A封閉在氣缸內。在氣缸內距缸底60cm   

處設有卡環(huán)ab，使活塞只能向上滑動。開始時活塞擱在ab上，缸內氣體的壓

強等于大氣壓強為p0＝1.0×105Pa，溫度為300K�，F緩慢加熱汽缸內氣體，當

溫度緩慢升高為330K，活塞恰好離開ab；當溫度緩慢升高為360K時，活塞上

升了4cm。求：

（1）活塞的質量；

（2）整個過程中氣體對外界做的功。

B．(選修模塊3—4)（12分）

（1）（4分）判斷以下說法的正誤，在相應的括號內打“√”或“×”。

   （A）光速不變原理是狹義相對論的兩個基本假設之一。（     ）

   （B）拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度。（      ）

   （C）光在介質中的速度大于光在真空中的速度。（     ）

（D）變化的電場一定產生變化的磁場；變化的磁場一定產生變化的電場。（     ）

   

（2）（4分）如圖為一橫波發(fā)生器的顯示屏，可以顯示出波由0點從左向右傳播的圖像，屏上每一小格長度為1cm。在t＝0時刻橫波發(fā)生器上能顯示的波形如圖所示。因為顯示屏的局部故障，造成從水平位置A到B之間（不包括A、B兩處）的波形無法被觀察到（故障不影響波在發(fā)生器內傳播）。此后的時間內，觀察者看到波形相繼傳經B、C處，在t＝5秒時，觀察者看到C處恰好第三次（從C開始振動后算起）出現平衡位置，則該波的波速可能是

（A）3.6cm/s    （B）4.8cm/s

（C）6cm/s     （D）7.2cm/s

 

 

 

（3）（4分）如圖所示，某同學用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率。在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針、確定入射光線，并讓入射光線過圓心，在玻璃磚（圖中實線部分）另一側垂直紙面插大頭針，使擋住、的像，連接。圖中為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，、分別是入射光線、折射光線與圓的交點，、均垂直于法線并分別交法線于、點。設的長度為，的長度為，的長度為，的長度為，求：

①為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量（用上述給  

出量的字母表示），

②玻璃磚的折射率

 

 

C．(選修模塊3—5)（12分）

（1）下列說法中正確的是___▲_____

（A）X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出的

（B）放射性元素發(fā)生一次β衰變，原子序數增加1

（C）光電效應揭示了光具有粒子性，康普頓效應揭示了光具有波動性

（D）原子核的半衰期不僅與核內部自身因素有關，還與原子所處的化學狀態(tài) 

有關

（2）氫原子的能級如圖所示，當氫原子從n=4向n=2的能級躍遷時，輻射的光  

子照射在某金屬上，剛好能發(fā)生光電效應，則該金屬的逸出功為 ▲  eV。

現有一群處于n=5的能級的氫原子向低能級躍遷，在輻射出的各種頻率的

光子中，能使該金屬發(fā)生光電效應的頻率共有  ▲    種。

 

（3）如圖，質量為m的小球系于長L＝0.8m的輕繩末端。繩的另一端

系于O點。將小球移到輕繩水平位置后釋放，小球擺到最低點A

時，恰與原靜止于水平面上的物塊P相碰。碰后小球回擺，上升的

最高點為B，A、B的高度差為h＝0.2m。已知P的質量為M＝3m，

P與水平面間的動摩擦因數為μ＝0.25，小球與P的相互作用時間

極短。求P沿水平面滑行的距離。

 

 

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