(18分)如图甲所示,两个完全相同的平行板电容器PQ和MN,板间距离为d,极板长为L,极板厚度不计。将它们置于图示方向足够大的匀强磁场中,磁感应强度为B0,两电容器极板的左端和右端分别对齐,两电容器极板所加电压值相同。一质量为m、电荷量为+q、重力不计的粒子从极板P、Q间的中轴线O1O2左边缘的O1点,以速度v0沿O1O2匀速穿过电容器PQ,经过磁场偏转后沿极板M、N的中轴线O3O4做匀速直线运动,又经过磁场回到O1点,如此循环往复。不计电容器之外的电场对粒子运动的影响。求
(1)极板P、Q,M、N间所加电压的数值U。
(2)Q板和M板间的距离x。
(3)粒子从O1点开始运动到再次回到O1点所用的时间。
(4)若撤去电容器上所加的电压,将原磁场换作按图乙规律变化的磁场,取垂直纸面向里为磁场的正方向。粒子仍从O1点沿O1O2在0时刻以速度v0进入电容器PQ,在时刻恰好从P板右边缘水平射出(为未知量)。则B1为多少?
(15分)一辆轿车违章超车,以108 km/h的速度驶入左侧逆行道时,猛然发现、正前方80 m处一辆卡车正以72 km/h的速度迎面驶来,两车司机同时刹车,刹车加速度大小都是10 m/s2,两司机的反应时间(即司机发现险情到实施刹车所经历的时间)都是Δt.试问Δt是何数值,才能保证两车不相撞?
(15分) 屋檐上每隔相同的时间隔滴下一滴水,当第5滴正欲滴下时,第1滴已刚好到达地面,而第3滴与第2滴分别位于高为1 m的窗户的上、下沿,如图所示,求:
(1)此屋檐离地面多高?
(2)滴水的时间间隔是多少?(g取10 m/s2)
(10分)刀、斧、凿、刨等切削工具的刃都叫做劈,劈的截面是一个等腰三角形,如图所示,使用劈的时候,在劈背上加力F,这个力产生的作用效果是使劈的两侧面推压物体,把物体劈开.设劈的纵截面是一个等腰三角形,劈背的宽度是d,劈的侧面的长度是L.通过计算说明为什么劈的两个侧面之间的夹角越小(即越锋利的切削工具)越容易劈开物体。
某同学用如图甲所示的装置做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验时,先测量出不挂法码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上法码,并逐个增加砝码,分别测量出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:
(1)根据所测数据,在图乙所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线;
(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断,力在 范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律.这种规格弹簧的劲度系数为 k=________N/m。
在“探究求合力的方法”的实验中,橡皮绳的一端固定在木板上,第一次用两个弹簧测力计通过拉线把橡皮条的结点拉到某一位置O点。以下错误或不必要的操作有( )
A.当第二次用一个弹簧测力计拉橡皮条时,结点可以不拉到O点
B.实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度
C.第一次拉时先将其中的一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后握紧这个弹簧测力计不动,调节另一弹簧测力计,把橡皮条的结点拉到O点
D.第一次把橡皮条的结点拉到O点时,两弹簧测力计之间的夹角应取90o ,以便于计算出合力的大小