(18分)如图(甲)所示,两平行金属板间接有如图(乙)所示的随时间t变化的电压u,两板间电场可看作是均匀的,且两板外无电场,极板长L=0.2m,板间距离d=0.2m,在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO′垂直,磁感应强度B=5×10-3T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的速度v0=105m/s,比荷q/m=108C/kg,重力忽略不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。
(1)试求带电粒子能够射出电场时的最大电压和对应的射出速度大小。
(2)证明任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值。
(3)从电场射出的带电粒子,进入磁场运动一段时间后又射出磁场。求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间。
【改编】(14分)如图所示,质量M=10 kg、上表面光滑、下表面粗糙的足够长木板在F=50 N的水平拉力作用下,以初速度v0=5m/s沿水平地面向右做匀速直线运动。现有足够多的小铁块,它们的质量均为m=0.5kg,将一铁块无初速地放在木板的最右端,当木板运动了时间t=2s时,又无初速地在木板的最右端放上第2块铁块,以后只要木板运动了时间t,就在木板的最右端无初速放一铁块,g取10m/s2。求:
(1)木板下表面与水平面间的动摩擦因数μ。
(2)第1块铁块放上后,木板的加速度的大小。
(3)第2块铁块与第4块铁块间的距离。
(9分)实验室购买了一捆标称长度为100m的铜导线,某同学想通过实验测定其实际长度.该同学先测得导线横截面积为1.0mm2,查得铜的电阻率为1.7×10-8 Ω·m,再利用图甲所示电路测出铜导线的电阻Rx,从而确定导线的实际长度.可供使用的器材有:
电流表:量程0.6 A,内阻约0.2 Ω;
电压表:量程3 V,内阻约9 kΩ;
滑动变阻器R1:最大阻值5 Ω;
滑动变阻器R2:最大阻值20 Ω;
定值电阻:R0=3 Ω;
电源:电动势6 V,内阻可不计;
开关、导线若干.
回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应选________(选填“R1”或“R2”),闭合开关S前应将滑片移至________端(选填“a”或“b”).
(2)在实物图中,已正确连接了部分导线,请根据图甲电路完成剩余部分的连接.
(3)调节滑动变阻器,当电流表的读数为0.50 A时,电压表示数如图乙所示,读数为________V.
(4)导线实际长度为________m(保留2位有效数字).
(1)在“验证机械能守恒定律”实验中,下列器材中不必要的是 (只需填字母代号)
A.重物 B.纸带 C.天平 D.刻度尺
(2)某同学在“验证机械能守恒定律”实验中得到了如图所示的一条纸带,图中点为打点计时器打下的第一点,可以看做重物运动的起点,从后面某点起取连续打下的三个点A、B、C.己知相邻两点间的时间间隔为0.02s,假设重物的质量为1.00kg,则从起点到打下点的过程中,重物动能的增加量 J,重力势能的减小量 J.(保留三位有效数字,重力加速度g取9.80m/s2)
【改编】英国物理学家阿斯顿因首次制成质谱仪,并用此对同位素进行了研究,因此荣获了1922年的诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是
A.该束带电粒子带负电
B.速度选择器的P1极板带正电
C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,速度越大
D. 在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量不一定大
如图所示,平直木板AB倾斜放置,板上的P点距A端较近,小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小,先让物块从A由静止开始滑到B。然后,将A着地,抬高B,使木板的倾角与前一过程相同,再让物块从B由静止开始滑到A。上述两过程相比较,下列说法中一定正确的有( )
A.物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量,前一过程较少
B.物块经过P点的动能,前一过程较小
C.物块滑到底端的速度,两次大小相等
D.物块从顶端滑到底端的时间,前一过程较长