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如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压u,两板间电场可看作...

如图甲所示,两平行金属板间接有如图乙所示的随时间t变化的电压u,两板间电场可看作是均匀的,且两板外无电场,极板长L=0.2m,板间距离d=0.2m,在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场,MN与两板中线OO′垂直,磁感应强度B=5×103T,方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO′连续射入电场中,已知每个粒子的速度v0=105m/s,比荷q/m=108C/kg,重力忽略不计,在每个粒通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的。

说明: 满分5 manfen5.com

⑴ 试求带电粒子射出电场时的最大速度。

⑵ 证明任意时刻从电场射出的带电粒子,进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值。

⑶ 从电场射出的带电粒子,进入磁场运动一段时间后又射出磁场。求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间。

 

(1)(2)s=0.4m(3)  【解析】 试题分析:(1)设两板间电压为U1时,带电粒子刚好从极板边缘射出电场,则有 (2分)   代入数据解得U1="100V" (1分) 在电压低于100V时,带电粒子才能从两板间射出,电压高于100V时,带电粒子打在极板上,不能从两板间射出。粒子刚好从极板边缘射出电场时,速度最大,设最大速度为v1,则有       (3分) 代入数据解得  (1分) (2)设粒子进入磁场时速度方向与OO'的夹角为θ,则速度大小                   (2分) 粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径 (2分) 粒子从磁场中飞出的位置与进入磁场的位置之间的距离       (2分)代入数据解得s=0.4m      (1分) s与θ无关,即射出电场的任何一个带电粒子进入磁场的入射点与出射点间距离恒为定值。 (3)粒子飞出电场进入磁场,在磁场中按逆时针方向做匀速圆周运动。粒子飞出电场时的速度方向与OO'的最大夹角为α ,,α=45°  (2分) 当粒子从下板边缘飞出电场再进入磁场时,在磁场中运动时间最长,(3分) 当粒子从上板边缘飞出电场再进入磁场时,在磁场中运动时间最短,   考点:考查了带电粒子在电磁场中的运动
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考点分析:
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如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,弹簧处于自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R="0.8" m的圆环剪去了左上角135°的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧也缓慢压缩到C点释放,物块过B点后其位移与时间的关系为说明: 满分5 manfen5.com,物块从桌面右边缘D点飞离桌面后,由P点沿圆轨道切线落入圆轨道。g ="10" m/s2,求:

说明: 满分5 manfen5.com

(1)BP间的水平距离;

(2)判断m2能否沿圆轨道到达M点;

(3)释放后m2在水平桌面上运动过程中克服摩擦力做的功。

 

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(12分) 如图所示,半径为R内径很小的光滑半圆管竖直放置,和水平面相切与B处,两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内,a通过最高点A时对管壁恰好没有作用力,b通过最高点A时,对管壁下部的压力为0.75mg,求:

说明: 满分5 manfen5.com

(1)a、b两球落地点间的距离

(2)a球在刚好进入管道B处时对管壁的压力大小

 

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(9分)2004年1月4日美国“勇气”号火星车在火星表面成功登陆。登陆时机选择在6万年来火星距地球最近的一次,火星与地球之间的距离仅有5580万千米,如图所示。火星车在登陆前绕火星作圆周运动,距火星表面高度为H,火星半径为R,绕行N圈的时间为t,求:

说明: 满分5 manfen5.com

(1)若地球、火星绕太阳公转均为匀速圆周运动,通过计算比较它们周期T、T大小;

(2)火星的平均密度(用R、H、N、t、引力常数G表示);

(3)火星车登陆后不断地向地球发送所拍摄的照片,地球上接收到的第一张照片大约是火星车多少秒前拍摄的?

 

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(11分)如图所示,A、B两滑环分别套在间距为1m的光滑细杆上,A和B的质量分别为1kg、3kg,用一自然长度为1m的轻弹簧将两环相连,在A环上作用一沿杆方向的、大小为20N的拉力F,当两环都沿杆以相同的加速度运动时,弹簧与杆夹角为53O(cos530=0.6)。求:

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(1)弹簧的劲度系数k为多少?

(2)若突然撤去拉力F,在撤去拉力F的瞬间,A的加速度为多大?方向如何?

 

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(14分)在探究“加速度与力、质量的关系”实验中:

(1)将实验器材组装如图所示。请你指出该装置中的错误或不妥之处:

                                                      

                                                  

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(2)改正实验装置后,该同学顺利完成了实验。在实验中保持小车质量不变,改变沙桶的质量,测得小车所受绳子的拉力F和加速度a的数据如下表:

F/N

0.21

0.30

0.40

0.49

0.60

a/(m/s-2)

0.10

0.21

0.29

0.41

0.49

①根据测得数据,在右图中作出a~F图象;

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②由图象可知,小.车与长木板之间的最大静摩擦力大小为       N。

(3)打出的某一条纸带,A、B、C、D、E、F为相邻的6个计数点,如图,相邻计数点间还有四个点未标出.利用图中给出的数据可求出小车的加速度a=         m/s2,A点的速度

vA=         m/s.说明: 满分5 manfen5.com

 

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