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(22分)如图所示,虚线MO与水平线PQ相交于O,二者夹角θ=30°,在MO左侧...

(22分)如图所示,虚线MO与水平线PQ相交于O,二者夹角θ=30°,在MO左侧存在电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场,MO右侧某个区域存在磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场,O点处在磁场的边界上.现有一群质量为m、电量为+q的带电粒子在纸面内以速度v(6ec8aac122bd4f6e)垂直于MO从O点射入磁场,所有粒子通过直线MO时,速度方向均平行于PQ向左.不计粒子的重力和粒子间的相互作用力,求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)速度最大的粒子自O点射入磁场至返回水平线POQ所用的时间。

(2)磁场区域的最小面积。

 

(1)(2)或 【解析】(1)粒子的运动轨迹如图所示,设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R,周期为T,粒子在匀强磁场中运动时间为t1则 即           (2分)   ①        ②           (2分)    ③          (2分) 设粒子自N点水平飞出磁场,出磁场后应做匀速运动至OM,设匀速运动的距离为s,匀速运动的时间为t2 由几何关系知: S=Rcotθ  ④          (2分)   ⑤           (2分) 过MO后粒子做类平抛运动,设运动的时间为,则:  ⑥   (2分) 又由题知:   ⑦ 则速度最大的粒子自O进入磁场至重回水平线POQ所用的时间⑧   (2分) 解①②③④⑤⑥⑦⑧得:     (2分) (2)由题知速度大小不同的粒子均要水平通过OM,则其飞出磁场的位置均应在ON的连线上,故磁场范围的最小面积是速度最大的粒子在磁场中的轨迹与ON所围成的面积。 扇形的面积 ⑨  (2分) 的面积为:  ⑩    (2分) 又  (11) 联立①⑦⑨⑩(11)得:或       (2分)
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考点分析:
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(20分)如图所示,水平传送带AB的右端与在竖直面内的用内径光滑的钢管弯成的“9”形固定轨道相接,钢管内径很小.传送带的运行速度v0=4.0m/s,将质量m=1kg的可看做质点的滑块无初速地放在传送带的A端.已知传送带长度L= 4.0 m,离地高度h=0.4 m,“9”字全髙H= 0.6 m,“9”字上半部分圆弧半径R=0.1 m,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10 m/s2,试求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间;

(2)滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力;

(3)滑块从D点抛出后的水平射程。

 

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(16分)有一段长为L,与水平面夹角为θ的斜坡路面,一质量为m的木箱放在斜坡底端,质量为4m的人想沿斜坡将木箱推上坡顶,人在地面无滑走动时,人与路面之间的摩擦力是静摩擦力,计算中可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g,已知人与路面之间的动摩擦因数为6ec8aac122bd4f6e,人是沿与斜坡平行的方向用力推木箱的,求:

(1)假设木箱与路面间无摩擦,人推着木箱一起以加速度a向上运动,人受到路面的摩擦力多大?

(2)若木箱与路面间的动摩擦因数也为说明: 6ec8aac122bd4f6e,则人推木箱一起能获得的最大加速度大小是多少?

(3)若木箱与路面间的动摩擦因数也为说明: 6ec8aac122bd4f6e,要将木箱由坡底运送到坡顶,人推木箱一起运动的最短时间是多少?

 

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(10分)某兴趣小组欲通过测定工业污水(含多种重金属离子)的电阻率来判断某工厂废水是否达到排放标准(达标的污水离子浓度低,电阻率大,一般电阻率说明: 6ec8aac122bd4f6e≥200Ω·m的工业废水即达到排放标准)。如图甲所示为该同学所用盛水容器,其左、右两侧面为金属薄板(电阻极小),其余四面由绝缘材料制成,左右两侧带有接线柱。容器内表面长a=40cm,宽b=20cm,高c=10cm。将水样注满容器后,进行以下操作:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)分别用多用电表欧姆挡的“×1k”、“× 100”两档 粗测水样的电阻值时,表盘上指针如图乙所示,则所测水样的电阻约为   .  Ω。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(2)为更精确地测量所取水样的电阻,该小组从实验室中找到如下实验器材:

A.电流表(量程5mA,电阻R A为500Ω)

B.电压表(量程15 V,电阻R v约为10 kΩ)

C.滑动变阻器(0~20Ω,额定电流1 A)

D.电源(12V,内阻约10Ω)

E.开关一只、导线若干

请完成电路连接。

(3)正确连接电路后,闭合开关,测得一组U、I数据;再调节滑动变阻器,重复上述测量步骤,得出一系列数据如表所示。

U/V

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

I/mA

0.73

1.43

2.17

2.89

3.58

4.30

由以上测量数据可以求出待测水样的电阻率为     Ω·m。据此可知,所测水样      排放标准(填“达到”或 “没达到”)

 

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(10分)某试验小组利用拉力传感器来验证牛顿第二定律,实验装置如图。他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小车受到的拉力F的大小;小车后面固定一打点计时器,通过拴在小车上的纸带,可测量小车匀加速运动的速度与加速度。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)为了尽量减小实验的误差,以下采取的措施中必要的是:        

A.适当垫高长木板无滑轮的一端,使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑

B.应使钩码总质量m远小于小车(加上传感器)的总质量M

C.定滑轮的轮轴要尽量光滑

D.先放手让小车运动起来,速度足够大之后再让打点计时器通电打点

(2)若交流电的频率为50Hz,则根据下图所打纸带的打点记录, 小车此次运动经B点时的速度vB=            m/s,小车的加速度a=       m/s2

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(3)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的6ec8aac122bd4f6e数据如下表:

实验次数

1

2

3

4

5

6

7

8

小车加速度a/m·s-2

1.95

1.72

1.51

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

小车质量m/kg

0.25

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

6ec8aac122bd4f6e /kg-1

4.00

3.45

3.03

2.50

2.00

1.41

1.00

0.60

请在在答题卷相应位置的坐标纸中完成实验次数5、6、7三个数据的描点,并画出a-6ec8aac122bd4f6e图线,并由图线求出小车加速度a与质量倒数 6ec8aac122bd4f6e 之间的定量关系式是        

 

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如图所示,空间有竖直向下的匀强电场,电场强度为说明: 6ec8aac122bd4f6e,在电场中说明: 6ec8aac122bd4f6e处由静止下落一质量为说明: 6ec8aac122bd4f6e、带电量为说明: 6ec8aac122bd4f6e的小球(可视为质点)。在说明: 6ec8aac122bd4f6e的正下方说明: 6ec8aac122bd4f6e处有一水平弹性绝缘挡板说明: 6ec8aac122bd4f6e(挡板不影响电场的分布),小球每次与挡板相碰后电量减小到碰前的说明: 6ec8aac122bd4f6e倍(说明: 6ec8aac122bd4f6e),而碰撞过程中小球的机械能不损失,即碰撞前后小球的速度大小不变,方向相反。设在匀强电场中,挡板说明: 6ec8aac122bd4f6e处的电势为零,则下列说法正确的是

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.小球在初始位置说明: 6ec8aac122bd4f6e处的电势能为说明: 6ec8aac122bd4f6e

B.小球第一次与挡板相碰后所能达到的最大高度大于说明: 6ec8aac122bd4f6e

C.小球第一次与挡板相碰后返回P点速度为0

D.小球第一次与挡板相碰后所能达到最大高度时的电势能小于说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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