题目内容
【题目】如图是某种静电分选器的原理示意图，两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场。分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时，a种颗粒带上正电,b种颗粒带上负电。经分选电场后，a、b两种颗粒分别落到水平传送带A、B上。已知两板间距d=0.1m,板的长度l =0.5m，电场仅局限在平行板之间;各颗粒所带电量大小与其质量之比均为1×105C/kg。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度g=10m/s2（计算结果均保留一位有效数字）。
(1)左、右两板各带何种电荷?两极板间的电压多大?
(2)若两带电平行板的下端距传送带A、B的高度H=0.3m，颗粒落至传送带时的速度大小是多少?
(3)设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半，求颗粒第2次与传送带碰撞反弹的高度？
【答案】(1) 1×104V (2) 4m/s (3) 0.05m
【解析】
（1）由a颗粒带正电，故电场方向向左，所以左板带负电荷，右板带正电荷；
依题意,颗粒在平行板的竖直方向上做自由落体运动,故满足：
在水平方向上做匀加速直线运动,故满足：
得两极板间的电压为：
U=1×104V
（2）根据动能定理，颗粒落到水平传送带上满足：
解得颗粒落到水平传送带上时的速度大小为：
v=4m/s
（3）在竖直方向颗粒作自由落体运动,可得颗粒第一次落到水平传送带上沿竖直方向上
故颗粒第一次反弹的速度大小为
；第二次反弹的速度大小为
颗粒第2次反弹后上升的高度h为：
可得颗粒第二次反弹高度为：
h=0.05m
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【题目】某课外活动小组使用如图所示的实验装置进行《验证机械能守恒定律》的实验，主要步骤：
A、用游标卡尺测量并记录小球直径d
B、将小球用细线悬于O点，用刻度尺测量并记录悬点O到球心的距离l
C、将小球拉离竖直位置由静止释放，同时测量并记录细线与竖直方向的夹角θ
D、小球摆到最低点经过光电门，光电计时器（图中未画出）自动记录小球通过光电门的时间Δt
E、改变小球释放位置重复C、D多次
F、分析数据，验证机械能守恒定律
请回答下列问题：
(1)步骤A中游标卡尺示数情况如下图所示，小球直径d=________mm
(2)实验记录如下表，请将表中数据补充完整（表中v是小球经过光电门的速度
θ | 10° | 20° | 30° | 40° | 50° | 60° |
cosθ | 0.98 | 0.94 | 0.87 | 0.77 | 0.64 | 0.50 |
Δt/ms | 18.0 | 9.0 | 6.0 | 4.6 | 3.7 | 3.1 |
v/ms-1 | 0.54 | 1.09 | ①_____ | 2.13 | 2.65 | 3.16 |
v 2/m2s-2 | 0.30 | 1.19 | ②_______ | 4.54 | 7.02 | 9.99 |
(3)某同学为了作出v 2- cosθ图像，根据记录表中的数据进行了部分描点，请补充完整并作出v 2- cosθ图像（______）
(4)实验完成后，某同学找不到记录的悬点O到球心的距离l了，请你帮助计算出这个数据l=____m （保留两位有效数字），已知当地重力加速度为9.8m/s2。
