(15分)如图,一匀强磁场磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,其边界是半径为R的圆.MN为圆的一直径.在M点有一粒子源可以在圆平面内向不同方向发射质量m、电量-q速度为v的 粒子,粒子重力不计,其运动轨迹半径大于R.
(1)求粒子在圆形磁场中运动的最长时间(答案中可包含某角度,需注明该角度的正弦或余弦 值);
(2)试证明:若粒子沿半径方向入射,则粒子一定沿半径方向射出磁场.
(16分)如图所示,水平轨道AB与位于竖直面内半径为R的半圆形光滑轨道BCD相连,半圆形轨道的直径BD与AB垂直,水平轨道上有一质量m=1.0kg可看作质点的小滑块,滑块与水平 轨道间的动摩擦因数μ=0.5.现使滑块从水平轨道上某点静止起出发,在水平向右的恒力F作用下运动,到达水平轨道的末端B点时撤去外力F,小滑块继续沿半圆形轨道运动;恰好能通过轨道最高点D,滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到其出发点,g取10m/s2.
(1)当R=0.90m时,求其出发点到B点之间的距离x及滑块经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力大小;
(2)小明同学认为:若半圆形光滑轨道BCD的半径R取不同数值,仍要使物体恰好能通过D点飞离圆轨道并刚好落回其对应的出发点,恒定外力F的大小也应随之改变。你是否同意他的观点,若同意,求出F与R的关系式;若不同意,请通过计算说明。
(12分)如图甲所示,一物块在t=0时刻,以初速度v0=4m/s从足够长的粗糙斜面底端向上滑行,物块速度随时间变化的图象如图乙所示,t=0.5s时刻物块到达最高点,t=1.5s时刻物块又 返回底端.求:
(1)物块上滑和下滑的加速度大小a1,、a2;
(2)斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ,
.(12分)如图所示,匀强电场方向沿x轴的正方向,场强为E.在A(l,0)点有一个质量为m,电荷 量为q的粒子,以沿y轴负方向的初速度v。开始运动,经过一段时间到达B(0,-l)点,(不计重力作用).求:
(1)粒子的初速度v0的大小;
(2)当粒子到达B点时的速度v的大小
(10分)两位同学在实验室利用如图(a)所示的电路测定定值电阻R。、电源的电动势E和内电 阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一个同学记录了电流表A和电压表V1 的测量数据,另一同学记录的是电流表A和电压表V2的测量数据,并根据数据分别描绘了如图(b)所示的两条U-/直线,回答下列问题:
(1)根据甲乙两同学描绘的直线,可知甲同学是根据电压表 (填“V1”或“V2”)和电流表A的数据描绘的图线,并可以测得 (填写物理量符号及计算结果);乙同学是根据电压表 (填“V1”或“V2”)和电流表A的数据描绘的图线,并可以测得 (填写物理量符号及计算结果)
(2)该电路中电流表的读数 (填:“可能”或“不可能”)达到0.6A,理由是
。
(8分)某同学利用电磁打点计时器打出的纸带来验证机械能守恒
定律,该同学在实验中得到一条纸带,如图所示,在纸带上取6
个计数点,两个相邻计数点间的时间间隔为T=0.02s。其中1、2、
3点相邻,4、5、6点相邻,在3点和4点之间还有若干个点。
s1是1、3两点的距离,s2是2、5两点的距离,s3是4、6两点]
的距离。
(1)实验过程中,下列操作正确的是 。
A.电磁打点计时器应接在220V交流电源上
B.实验时应先松开纸带,然后迅速打开打点计时器
C.实验时应先打开打点计时器,然后松开纸带
D.纸带应理顺,穿过限位孔并保持竖直
(2)点2速度的表达式v2=
(3)该同学测得的数据是s1=4.00cm,s2=16.00cm,s3=8.00cm,重物(质量为m)从点2运动到点5过程中,动能增加量为 m,势能减少量为 m。(结果保留两位有效数字,重力加速度g =10m/s2)
、