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如图,在直角坐标系xoy中,点M(0,1)处不断向+y方向发射出大量质量为m、带...

如图,在直角坐标系xoy中,点M(0,1)处不断向+y方向发射出大量质量为m、带电量为-q的粒子,粒子的初速度大小广泛分布于零到v0之间。已知这些粒子此后所经磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,所有粒子都沿+x方向经过b区域,都沿-y的方向通过点N(3,0)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)通过计算,求出符合要求的磁场范围的最小面积;

(2)若其中速度为k1v0和k2v0的两个粒子同时到达N点(1>k1>k2>0),求二者发射的时间差。

 

 

解 (1)在a区域,设任一速度为v的粒子偏转90°后从(x,y)离开磁场,由几何关系有 ,,得, 上式与R无关,说明磁场右边界是一条直线     (3分) 左边界是速度为v0的粒子的轨迹:,   (2分) 此后粒子均沿+x方向穿过b区域,进入c区域,由对称性知,其磁场区域如图。(2分) 磁场的面积    (3分) (2)如图所示,速度为k1v0的粒子在a区域磁场的时间为            (2分) 两个阶段的直线运动的时间共为           (3分) 在c区域磁场的时间为          (2分) 所以这两个粒子的发射时间差只与t2有关 速度为k2v0的粒子在直线运动阶段的时间为     (2分)  【解析】略
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考点分析:
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如图所示,两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内,距离为l =0.2m,在导轨的一端接有阻值为R = 0.5Ω的电阻,在X ≥ 0处有一与水平面垂直的均匀磁场,磁感强度B = 0.5T。一质量为m = 0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2m/s的初速度进人磁场,在安培力和一垂直于杆的水平外力 F的共同作用下作匀变速直线运动,加速度大小为a = 2m/s2,方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且接触良好,求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)电流为零时金属杆所处的位置;

(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力 F的大小和方向;

(3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F方向与初速度v0取值关系

 

 

 

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如图为儿童娱乐的滑梯示意图,其中AB为长S1=3m的斜面滑槽,与水平方向夹角为37°,BC为水平滑槽,AB与BC连接外通过一段短圆弧相连,BC右端与半径R=0.2m的1/4圆弧CD相切,ED为地面。儿童在娱乐时从A处由静止下滑经过BC段滑落到地面,设该儿童与斜面滑槽及与水平滑槽之间动摩擦因数都为μ=0.5,求:

6ec8aac122bd4f6e

   (1)该儿童滑到斜面底端B点时速度为多大?

   (2)为了使该儿童滑下后不会从C处平抛出去,水平滑槽BC长度S2应大于多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2)

根据上述两位同学的操作,并仔细结照装置图,回答下列问题

(1)甲同学的实验最终未能成功,你认为最主要的原因是          。

(2)乙同学最终也未能制得氢气。你认为原因最可能是                            ,请设计一个简单的实验来证实你的推断                        

 

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为探究橡皮条被拉伸到一定长度的过程中,弹力做的功和橡皮条在一定长度时具有的弹性势能,某同学在准备好橡皮条、测力计、坐标纸、铅笔、直尺等器材后:进行了以下的操作:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

    a.将橡皮条的一端固定,另一端拴一绳扣,用直尺从橡皮条的固定端开始测量橡皮条的原长l0,记录在表格中;

    b.用测力计挂在绳扣上,测出在不同拉力F1、F2、

F3……的情况下橡皮条的长度l1、l2、l3……;

    c.以橡皮条的伸长量△l为横坐标,以对应的拉力F为纵坐

标,在坐标纸上建立坐标系,描点、并用平滑的曲线作出

F—△l图象;

    d.计算出在不同拉力时橡皮条的仲长量△l1、△l2、△l3……;

    e.根据图线求出外力克服橡皮条的弹力做的功,进而求出橡皮条具有的弹性势能.

(1)以上操作合理的顺序是    _____。;

(2)实验中,该同学作出的F-△l1图象如图所示,从图象可求出△l=9cm时橡皮条具有的弹性势能约为             J.(保留二位有效数字)

Ⅱ、(14分)为了测量电池B的电动势E(约为2.4V)和内阻r(约为1说明: 6ec8aac122bd4f6e,),实验室可供选择的器材如下:

    A.电流表G1(满偏电流为2mA,内阻Rg1=100说明: 6ec8aac122bd4f6e

    B.电流表G2(满偏电流为1mA,内阻Rg2未知)

    C.电阻箱RP(0一999.9说明: 6ec8aac122bd4f6e

    D.电阻箱RQ(0一999 9说明: 6ec8aac122bd4f6e

    E.滑动变阻器R(0~20说明: 6ec8aac122bd4f6e  lA)

    F.开关一个、导线若干

(1)实验中,先用图1所示的电路测定电流表G2的内阻,将Rp调为500,0说明: 6ec8aac122bd4f6e接入电路起保护作用,调节滑动变阻器R,得到多组电流表G1和G2的示数,I1和I2如下表所示:

实验次数

1

2

3

4

5

I1(mA)

0.40

0.81

1.20

1.59

2.00

I2(mA)

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

说明: 6ec8aac122bd4f6e

根据测量数据,请在图2的坐标中描点作出I1—I2图线,由图得到电流表G2的内阻Rg2=      说明: 6ec8aac122bd4f6e.(保留三位有效数字)

(2)若采用图3所示电路测量该电池的电动势和内电阻;

a.图中电阻箱②应选用给定器材中的           __________(选填器材代号);

b.根据图3所示电路,请在图4中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接;

说明: 6ec8aac122bd4f6e

c.实验中,将①、②处的电阻箱分别调节为R1、R2接入电路,若说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e,进行以下操作:

    ①.闭合开关S,调节滑支变阻器至某一位置,此时电流表G1和G2的示数分别为0.75mA和0.77mA;

    ②.保持开关S闭合,调节滑动变阻器至另一位置,此时电流表G1和G2的示数分别为1.50mA 和0.71mA;

则由c中数据可求得该电源电动势E=            V,内电阻r=          说明: 6ec8aac122bd4f6e。(保留三位有效数字)

 

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两个物体A、B的质量分别为m1、m2,并排静止在水平地面上,用同向水平拉力F1、F2分别作用于物体A和B上,分别作用一段时间后撤去,两物体各自滑行一段距离后停止下来。设两物体与水平地面的动摩擦因素分别为说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e,两物体运动的速度-时间图象分别如图中图线a、b所示。已知拉力F1、F2分别撤去后,物体做减速运动过程的速度-时间图线彼此平行(相关数据已在图中标出)。由图中信息可以得出(   )

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.说明: 6ec8aac122bd4f6e

B.若m1=m2,则力F1对物体A所做的功较多

C.若F1=F2,则m1小于m2

D.若m1=m2,则力F1的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的2倍

 

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为了迎接太空时代的到来,美国国会通过一项计划:在2050年前建造成太空升降机,就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住升降机,放开绳,升降机能到达地球上,人坐在升降机里。科学家控制卫星上的电动机把升降机拉到卫星上。已知地球表面的重力加速度g=10m/s2,地球半径R=6400km,地球自转周期为24h。某宇航员在地球表面用体重计称得体重为800N,站在升降机中,某时刻当升降机以加速度a=10m/s2垂直地面上升,这时此人再一次用同一体重计称得视重为850N,忽略地球公转的影响,根据以上数据:(   )

A.可以求出宇航员的质量

B.可以求出升降机此时距地面的高度

C.可以求出升降机此时所受万有引力的大小

D.如果把绳的一端搁置在同步卫星上,可知绳的长度至少有多长

 

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