(18分)如图所示,坐标平面的第I象限内存在大小为E、方向水平向左的匀强电场,足够长的挡板MN垂直x轴放置且距离点O为d,第II象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m,带电量为-q的粒子(重力忽略不计)若自距原点O为L的A点以一定的速度垂直x轴进入磁场,则粒子恰好到达O点而不进入电场。现该粒子仍从A点进入磁场,但初速度大小为原来的4倍,为使粒子进入电场后能垂直到达挡板MN上,求:
(1)粒子第一次从A点进入磁场时,速度的大小;
(2)粒子第二次从A点进入磁场时,速度方向与x轴正向间的夹角大小;
(3)粒子打到挡板上时的速度大小。
(14分)一平板车,质量M=100kg,停在水平路面上,车身的平板离地面的高度h=1.25m,一质量m=50kg的物块置于车的平板上,它到车尾端的距离b=1.00m,与车板间的动摩擦因数μ=0.20。如图所示。今对平板车施一水平向右的恒力使车向前行驶,结果物块从车板上滑落。物块刚离开车板的时刻,车向前行驶的距离s0=2.0m,求物块落地时,落地点到车尾的水平距离s。不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦,取g=10m/s2。
(9分)(2012丹东四校协作体摸底调研)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大,因而引起功率变化。一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题,实验室备有的器材是:电压表(0-3V,约3kΩ),电流表(0-0.6A,约0.1Ω),电池,开关,滑动变阻器,待测小灯泡,导线若干。实验时,要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压。
(1)在虚线框内画出实验电路图
(2)根据实验测得数据描绘出如图乙所示的U-I图象,小灯泡电压随电流变化曲线,由此可知,小灯泡电阻R随温度T的关系是 。
(3)如果一电池的电动势2V,内阻2.5Ω。请你根据上述实验的结果,确定小灯泡接在该电池的两端, 小灯泡的实际功率是______W。
(6分)某物体牵引穿过打点计时器的纸带运动,计时器每隔T=0.02s打出一点,从纸带上已测得连续8个时间间隔T 内的位移,如图所示
AB=5.62cm BC=5.23cm CD=4.85cm DE=4.47cm
EF=4.08cm FG=3.70cm GH=3.31cm HI=2.92cm
(1)这是不是匀变速运动? ,根据何在?________________________。
(2)若是匀变速直线运动,则物体的加速度a=_________m/s2(保留三位有效数字)。
如图所示,平行导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中(方向向里),间距为L,左端电阻为R,其余电阻不计,导轨右端接一电容为C的电容器。现有一长2L的金属棒ab放在导轨上,ab以a为轴顺时针以ω转过90°的过程中,通过R的电量为
A.Q= B.Q=2BL2ωC
C.Q= D.Q= BL2(+2ωC )
回旋加速器是加速带电粒子的装置,其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒,两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场,使粒子在通过狭缝时都能得到加速,两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中,如图所示。设D形盒半径为R。若用回旋加速器加速质子时,匀强磁场的磁感应强度为B,高频交流电频率为f。则下列说法正确的是
A.质子被加速后的最大速度不可能超过2πfR
B.质子被加速后的最大速度与加速电场的电压大小无关
C.只要R足够大,质子的速度可以被加速到任意值
D.不改变B和f,该回旋加速器也能用于加速α粒子