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(18分)如图所示,在直角坐标系xOy的第Ⅱ象限整个区域内,存在着沿y轴负方向、...

(18分)如图所示,在直角坐标系xOy的第Ⅱ象限整个区域内,存在着沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场,在第Ⅳ象限整个区域内存在着方向垂直于xOy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。从电场中P(-L,2L)、Q(-L,满分5 manfen5.com)两点连线上各处,沿x轴正方向同时射入许多质量为m、电荷量为q的带正电粒子,结果所有粒子都从坐标原点O进入磁场。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用,求:

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(1)粒子从射入到全部通过O点所用的时间t0

(2)这些粒子从x轴上射出磁场时,所经过区域的宽度△d。

 

(1)   (2) 【解析】 试题分析:(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,将带电粒子的运动沿水平和竖直方向正交分解,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,设P、Q两点连线上某点到x轴的距离为y,根据运动学规律得:,由此可知从P点射入的粒子最后通过O点,设粒子运动的加速度为a,则对于从P点射入的粒子 由牛顿第二定律得      在竖直方向上由匀变速直线运动规律得 解得: (2)设某一粒子进入磁场时,速度v的方向与x轴成角,在磁场中做圆周运动的轨道半径为r,该粒子从x轴上射出磁场的位置与O点的距离为d,画出带电粒子在磁场中的运动轨迹如图所示, 在磁场中 粒子做匀速圆周运动的向心力由洛仑兹力提供,即 由几何关系得 在电场中 设粒子在O点时的竖直分速度为,由运动学规律得 由运动的合成和分解知 由牛顿第二定律得 解得: 因 故 考点:本题考查了带电粒子在电场和磁场中的运动、匀速圆周运动规律、运动的合成与分解以及平面几何相关知识,意在考查学生的分析综合能力和运用数学知识解决物理问题的能力.
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考点分析:
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(14分)如图所示,地面上的人通过定滑轮用轻绳将质量为m=40kg的演员从静止开始沿竖直方向向上拉起,演员先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动直到静止。演员加速运动与减速运动过程中的加速度大小之比为1:4,全过程用时t=l0s,上升的高度h=l0m。忽略滑轮的质量及摩擦,求在演员上升过程中,绳子拉力对演员做功的最大功率(重力加速度g取l0m/s2).

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(9分)一种测量电流表内阻的实验电路原理图如图甲所示,实验所使用的器材如图乙所示。

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(1)根据图甲将实物图乙用连线代替导线补画完整实验电路(图中已经画出几条连线)。

(2)完成下列实验步骤中的填空:

①将电阻箱A的阻值调至      (填“最大”或“最小”)。

②闭合S1,断开S2,调整电阻箱A,使电流表G满偏,记下此时电阻箱A的读数R1

③保持S1闭合,再闭合S2,将电阻箱B的阻值调至____(填“最大”或“最小”),将电阻箱A的读数调整为R1的一半,然后调整电阻箱B,使电流表G的读数重新达到满偏,记下此时电阻箱B的读数R2。若电源内阻不计,则由此可知电流表G的内阻为Rg=       

 

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如图所示,在xOy平面内有一范围足够大的匀强电场,电场强度大小为E,电场方向在图中未画出.在y≤l的区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里.一电荷量为+q、质量为m的粒子,从O点由静止释放,运动到磁场边界P点时的速度刚好为零,P点坐标为(l,l),不计粒子所受重力.

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(1)求从O到P的过程中电场力对带电粒子做的功,并判断匀强电场的方向.

(2)若该粒子在O点以沿OP方向、大小满分5 manfen5.com的初速度开始运动,并从P点离开磁场,此过程中运动到离过OP的直线最远位置时的加速度大小满分5 manfen5.com,则此点离OP直线的距离是多少?

(3)若有另一电荷量为-q、质量为m的粒子能从O点匀速穿出磁场,设满分5 manfen5.com,求该粒子离开磁场后到达y轴时的位置坐标.

 

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如图所示,在倾角为θ的斜面上放置一内壁光滑的凹槽A,凹槽A与斜面间的动摩擦因数μ=满分5 manfen5.com,槽内紧靠右挡板处有一小物块B,它与凹槽左挡板的距离为d.A、B的质量均为m,斜面足够长.现同时由静止释放A、B,此后B与A挡板每次发生碰撞均交换速度,碰撞时间都极短.已知重力加速度为g.求:

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(1)物块B从开始释放到与凹槽A发生第一次碰撞所经过的时间t1

(2)B与A发生第一次碰撞后,A下滑时的加速度大小aA和发生第二次碰撞前瞬间物块B的速度大小v2

(3)凹槽A沿斜面下滑的总位移大小x.

 

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如图所示,两根等高光滑的满分5 manfen5.com圆弧轨道,半径为r、间距为L,轨道电阻不计.在轨道顶端连有一阻值为R的电阻,整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为B.现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻不计的金属棒从轨道的顶端ab处由静止开始下滑,到达轨道底端cd时受到轨道的支持力为2mg.整个过程中金属棒与导轨电接触良好,求:

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(1)棒到达最低点时的速度大小和通过电阻R的电流.

(2)棒从ab下滑到cd过程中回路中产生的焦耳热和通过R的电荷量.

(3)若棒在拉力作用下,从cd开始以速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动,则在到达ab的过程中拉力做的功为多少?

 

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