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如图所示,AB、CD两直线间的区域相距为2L,其间存在着两个大小不同、方向相反的...

如图所示,AB、CD两直线间的区域相距为2L,其间存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方电场的场强E1方向竖直向下,PT下方电场的场强E2方向竖直向上,在电场左边界AB上宽为L的PQ区域内,连续分布着电荷量为+q、质量为m的粒子。从某时刻起由Q到P点间的带电粒子依次以相同的初速度V0沿水平方向垂直射入匀强电场E2中,若从Q点射入的粒子,通过PT上的某点R进入匀强电场E1后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图,若MT两点的距离为L/2,不计粒子的重力及它们间的相互作用。试求:

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1电场强度E1与E2

(2)在PQ间还有许多水平射入电场的粒子通过电场后也能垂直CD边水平射出,这些入射点到P 点的距离有什么规律?

(3)有一边长为a、由光滑绝缘壁围成的正三角形容器,在其边界正中央开有一小孔S,将其无缝隙的置于CD右侧,若从Q点射入的粒子经AB、CD间的电场从S孔水平射入容器中,欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出粒子与绝缘壁碰撞时无能量和电荷量损失,并返回Q点,需在容器中加上一个如图所示的匀强磁场,粒子运动的半径小于a,磁感应强度B的大小应满足什么条件?

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)由于水平方向不受力,竖直方向只受电场力作用由牛顿运动定律可得: (1分) ,, (2分) 解之得: (1分) (2)设粒子到P点的距离为Y, (1分) 粒子可能经过次循环进入边界,要满足条件必须是:(n=1、2、3……) (2分) (n=1、2、3……)(2分) (3)要满足的条件是: (1分) (n=0、1、2、3……) (2分) 考点:带电粒子在电场磁场中的偏转 【名师点睛】本题中最关键的是运动的循环性。比如在两个电场中分别进行一次类平抛到达磁场边界,也可以循环2次3次等等。第三问中,从正三角形边长中点进入磁场,可以直接运动到对边的中点,也可以经过半个圆周后再次运动到临边,再经过半个圆周到达中点,如此循环往复……  
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考点分析:
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如图所示为浦江中学物理课外兴趣小组在某次四驱车比赛时轨道的一小段小虎同学控制的四驱车(可视为质点),质量m=1.0kg,额定功率为P=9W,四驱车到达水平平台上A点时速度很小(可视为0),此时启动四驱车的发动机并以额定功率运动,当四驱车到达平台边缘B点时恰好达到最大速度,并从B点水平飞出,恰能从C点沿切线方向飞入粗糙的竖直圆形轨道内侧,到达C点时的速度大小为5m/s,且α=53°四驱车沿CDE运动到最高点F时轨道对它的压力恰为零,已知AB间的距离L=6m,圆弧轨道半径R=0.4m,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:

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(1)四驱车运动到B点时的速度大小;

(2)发动机在水平平台上工作的时间;

(3)四驱车在圆轨道上从C点运动到F点的过程中克服阻力做的功

 

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如图所示为一架小型四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用。现进行试验,设无人机的质量为m=4kg,运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4N,当无人机在地面上从静止开始以最大升力竖直向上起飞,经时间t=4s时离地面的高度为h=48m,g取10m/s2。求:

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(1)其动力系统所能提供的最大升力为多大?

(2)无人机通过调整升力继续上升,恰能悬停在距离地面高度H=118m处,求无人机从h上升到H的过程中,动力系统所做的功为多大?

(3)当无人机悬停在距离地面高度H=118m处时,突然关闭动力设备,无人机从静止开始竖直坠落,经2s后无人机瞬间又恢复最大升力,则无人机在下落过程中距地面的最低高度为多大?

 

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如图所示,一质量为m的带电小球,用长为L的绝缘细线悬挂在水平向右,场强大小为E的匀强电场中,静止时悬线与竖直方向成θ=37°角。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

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(1)小球的电性及所带电荷量的大小?

(2)如果不改变电场强度的大小而将电场的方向变为竖直向下,则带电小球从静止开始运动到最低点时绳子的张力多大?

 

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某实验兴趣小组要测量一个用电器L的额定功率额定电压为10 V、额定功率在12 W~15 W之间,测量电路采用限流式接法,部分导线已经接好如图所示)。实验室有下列器材可供选用:

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直流电源:E1电动势为3 V,内阻很小

E2电动势为15 V,内阻很小

直流电流表:A1量程0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω

A2量程0~3 A,内阻约为0.1 Ω

直流电压表:V量程为3 V,内阻为3

滑动变阻器:R1阻值范围0~20 Ω

R2阻值范围0~200 Ω

定值电阻:R3=3 kΩ、R4=9 kΩ、R5=25

开关一个,导线若干

为使测量尽可能准确、方便,请回答:

1电源应选择        E1E2”)

2电流表应选择        A1A2”)

3滑动变阻器应选择        R1R2”)

4由于电压表的量程不够大,要选用一个定值电阻进行改装应选择的定值电阻为        R3R4R5”)

5在图中用笔画线代替导线连接好测量电路的剩余部分(2分)

 

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物理课上老师拿出了如图所示的一套实验装置问同学们可以用来完成高中物理中的哪些学生实验,下面是甲、乙、丙三位同学的不同构想。

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(1)甲同学用此装置来完成《探究加速度与力、质量的关系》的实验

要完成该实验,下列做法正确的是:  (填字母代号)

A.调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行

B.实验时,应让小车尽量的靠近打点计时器,且应先放开小车再接通打点计时器的电源

C.在调节木板倾斜度平衡小车受到的摩擦力时,不应将钩码通过定滑轮拴在小车上

D.通过增减小车上的砝码改变小车质量时,需要重新调节木板倾斜度

设钩码的总质量为满分5 manfen5.com,小车和砝码的总质量为满分5 manfen5.com,实验中要进行满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com的选取,以下最合理的一组是:( 

AM=200g,m =10g、15g、20g、25g、30g、40g

BM=200g,m =20g、40g、60g、80g、100g、120g

CM=400g,m =10g、15g、20g、25g、30g、40g

DM=400g,m =20g、40g、60g、80g、100g、120g

(2)乙同学用该装置来完成《探究绳的拉力做功与小车动能变化的关系》的实验。

平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点来计算小车的速度,在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法:              

(3)丙同学用该装置来完成《验证机械能守恒定律》的实验。

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实验中得到了一条纸带如图所示,选择点迹清晰且便于测量的连续7个点标号0~6,测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com,打点周期为T则打点2时小车的速度满分5 manfen5.com=    ;若测得小车质量为M、钩码的总质量为m,打点1和点5时小车的速度分别用满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com表示,已知重力加速度为g,若不计一切阻力,则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为                  (用相关的字母表示)

下列有关三位同学都用以上装置分别完成各自的实验中你认为正确的是:

A实验中甲必须用天平测出小车的质量,乙、丙不需要测出小车的质量

B实验中甲、乙必须将长木板垫起一定角度以平衡摩擦力,丙不需要平衡摩擦力

C实验中甲、乙、丙都要满足钩码的质量要远远小于小车的质量

D实验中甲、乙、丙都要先接通电源,再放开小车,且小车要尽量靠近打点计时器

 

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