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如图甲所示,竖直放置的金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线沿水平放置的金属板C...

 如图甲所示,竖直放置的金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线沿水平放置的金属板C、D的中间线,粒子源P可以间断地产生质量为m、电荷量为q的带正电粒子(初速不计),粒子在A、B间被加速后,再进入金属板C、D间偏转并均能从此电场中射出.已知金属板A、B间的电压UAB=U0,金属板C、D长度为L,间距d=6ec8aac122bd4f6eL/3.两板之间的电压UCD随时间t变化的图象如图乙所示.在金属板C、D右侧有二个垂直纸面向里的均匀磁场分布在图示的半环形带中,该环带的内、外圆心与金属板C、D的中心O点重合,内圆半径Rl=6ec8aac122bd4f6eL/3,磁感应强度B0=6ec8aac122bd4f6e.已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期(电场变化的周期T未知),粒子重力不计.

6ec8aac122bd4f6e(1)求粒子离开偏转电场时,在垂直于板面方向偏移的最大距离;

(2)若所有粒子均不能从环形磁场的右侧穿出,求环带磁场的最小宽度;

(3)若原磁场无外侧半圆形边界且磁感应强度B按如图丙所示的规律变化,设垂直纸面向里的磁场方向为正方向.t=T/2时刻进入偏转电场的带电微粒离开电场后进入磁场,t=3T/4时该微粒的速度方向恰好竖直向上,求该粒子在磁场中运动的时间为多少?

 

 

 

 

 

 

 【解析】 (1)设粒子进入偏转电场瞬间的速度为v0, 对粒子加速过程由动能定理得                             进入偏转电场后,加速度                                  设运动时间为t,则有                                       只有t=T/2时刻进入偏转电场的粒子,垂直于极 板方向偏移的距离最大 (2)t=时刻进入偏转电场的粒子刚好不能穿出磁场时的环带宽度为磁场的最小宽度. 设粒子进入磁场时的速度为v, 对粒子的偏转过程有   解得                         在磁场中做圆周运动的半径为   如图所示,设环带外圆半径为R2, 解得R2=L                                 所求d= R2-R1 =          (3)微粒运动轨迹如图所示, 微粒在磁场中做匀速圆周运动的周期为                          设粒子离开电场时偏转角为,则    解得  由几何关系可知微粒运动时间轨迹对应的圆心角为: 此过程微粒运动的时间为       由图可知微粒在磁场中运动的时间
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 6ec8aac122bd4f6e如图所示,质量为M=1kg的平板小车上放置着ml=3 kg,m2=2 kg的物块,两物块与小车间的动摩擦因数为μ=0.5.两物块间夹有一压缩轻质弹簧,物块间有张紧的轻绳相连.小车右端有与m2相连的锁定开关,现已锁定.水平地面光滑,物块均可视为质点.现将轻绳烧断,若己知m1相对小车滑过0.6 m时从车上脱落,此时小车以速度v0=2 m/s向右运动,当小车第一次与墙壁碰撞瞬间锁定开关打开.设小车与墙壁碰撞前后速度大小不变,碰撞时间极短,小车足够长.(g=10 m/s2)求:

(1)最初弹簧的弹性势能;(2)m2相对平板小车滑行的总位移;

(3)小车第一次碰撞墙壁后非匀速运动所经历的总时间.

 

 

 

 

 

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 (15分)如图所示,一位质量为m=65 kg的特技演员,在进行试镜排练时,从离地面高 h1=6 m高的楼房窗口跳出后竖直下落,若有一辆平板汽车正沿着下落点正下方所在的水平直线上,以v0= 6 m/s的速度匀速前进.已知该演员刚跳出时,平板汽车恰好运动到其前端距离下落点正下方3 m 处,该汽车车头

6ec8aac122bd4f6e长2 m ,汽车平板长4.5 m,平板车板面离地面高 h2 =1 m,人可看作质点,g取10 m/s2,

人下落过程中未与汽车车头接触,人与车平板间的动摩擦因数μ=0.2.问:

(1)人将落在平板车上距车尾端多远处?

    (2)假定人落到平板上后立即俯卧在车上不弹起,司机同时使车开始以大小为a =4 m/s2

的加速度做匀减速直线运动,直至停止,则人是否会从平板车上滑下?

    (3)人在货车上相对滑动的过程中产生的总热量Q为多少?

  

 

 

 

 

 

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 6ec8aac122bd4f6e几位同学用“验证机械能守恒定律”实验装置来测定重力加速度g.

(1)同学们开始实验时情形如图甲所示,接通电源释放纸带.请指出同学们在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:

①_______________________________;

②_________________________________.

(2)同学们修改错误后,按正确的步骤操作,得到一条点迹比较清晰的纸带,为了得到较为准确的测量结果,他们提出如下两种处理纸带(打点时间间隔均为T)数据求重力加速度g的方案.

方案一:在纸带上,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每个打点间隔取一个计数点,如图乙中的0 ,1 ,2 ,…,6点所示,测出各相邻计数点间的距离s1 , s2 , …s6 .则重力加速度g = ____________.

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方案二:按方案一所编列的计数点,如图所示测出1 ,2 ,…,6各点到0计数点的距离,分别记作h1 , h2 , …h6 ,并求出打下1 ,2 ,…,5各计数点时重锤的速度υ1 ,υ2 , …υ5 ,以υ2为纵坐标,h为横坐标,作出υ2-h图线,求得该图线的斜率为k.则重力加速度g = ___________.

就方案二运用图象法处理数据为何能得到较为准确的测量结果,请简要说说你的看法:____________________________.

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 6ec8aac122bd4f6e某同学做“测量金属丝电阻率”的实验.

(1)  首先,他用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,并求出其平均值作为金属丝的直径d.其中某次测量如图所示这次测量对应位置金属导线的直径为_____________mm;

(2) 然后他测量了金属丝的电阻.实验中使用的器材有:

a.金属丝(长度x0为1.0 m,电阻约5 Ω~6 Ω)

b.直流电源(4.5 V,内阻不计)             c.电流表(200mA,内阻约1.0 Ω)

d.电压表(3V,内阻约3 kΩ)              e.滑动变阻器(50 Ω,1.5 A)

f.定值电阻R1  (5.0 Ω,1.5 A)                g.定值电阻R2  (10.0 Ω,1.0 A)

h.定值电阻R3  (100.0 Ω,1.0 A)              i.开关,导线若干

6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e该同学实验时的电路图如图所示,且在实验中两块电表的读数都能接近满偏值,定值电阻应该选_____________(选填­“R1”、“R2”或“R3”);

(3) 该同学根据测量时电流表的读数I、电压表的读数U描绘的U—I­图象如图所示,根据图象可以求得金属丝的电阻为 Rx =       Ω.

(4)设法保持金属丝的温度不变,而逐渐减小上述金属丝(长度为x0)接入电路的长度x,当电压表的示数保持不变时,下列图象中正确反映了金属丝电阻消耗的功率P随x变化规律的是       .

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 6ec8aac122bd4f6e如图所示,水平放置的光滑金属长导轨MM′ 和NN′之间接有电阻R,导轨左、右两区域分别处在方向相反与轨道垂直匀强磁场中,方向如图所示,设左、右区域磁场的磁感应强度为B1和B2,虚线为两区域的分界线.一根金属棒ab放在导轨上并与其正交,棒和导轨的电阻均不计.金属棒在水平向右的恒定拉力作用下,在虚线左边区域中恰好以速度为v做匀速直线运动,导轨足够长,则可知

A.若B2=B1时, 棒进入右边区域中后先做加速运动,最后以速度v/2作匀速运动

B.若B2=B1时,棒进入右边区域中后先做加速运动,最后以速度2v作匀速运动

C.若B2=B1/2时,棒进入右边区域后先做加速运动,最后以速度2v作匀速运动

D.若B2=B1/2时,棒进入右边区域后先做加速运动,最后以速度4v作匀速运动

 

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