如图所示,在xoy第一象限内分布有垂直xoy向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.5×10
-2T.在第二象限紧贴y轴和x轴放置一对平行金属板MN(中心轴线与y轴垂直),极板间距d=0.4m;极板与左侧电路相连接,通过移动滑动头P可以改变极板MN间的电压.a、b为滑动变阻器的最下端和最上端(滑动变阻器的阻值分布均匀),a、b两端所加电压U=144V.在MN中心轴线上距y轴距离为L=0.4m处,有一粒子源S沿x轴正方向连续射出比荷为
=4.0×10
6C/kg,速度为v
=2.0×10
4m/s带正电的粒子,不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用.
(1)当滑动头P在a端时,求粒子在磁场中做圆周运动的半径
(2)若滑动头P移至ab正中间时,粒子在电场中的运动时间为t
1;滑动头P在b端时粒子在电场中的运动时间为t
2,求t
1与t
2的比值.
考点分析:
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科研人员乘气球进行科学考察,气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为900kg.在空中停留一段时间后,科研人员发现气球因漏气而下降,便采取措施及时堵住.堵住时气球下降速度为1m/s,且做匀加速运动,4s内下降了12m.若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略,重力加速度g=10m/s
2,求:
(1)漏气后气球下降的加速度
(2)漏气后气球所剩浮力
(3)至少抛掉质量为多少的压舱物才能阻止气球加速下降.
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(Ⅰ) 如图,把弹簧测力计的一端固定在墙上,用力F水平向左拉金属板,金属板向左运动,此时测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出),则物块P受到的金属板的滑动摩擦力的大小是
N,方向为
.弹簧测力计测得物块P重13N,根据表中给出的动摩擦因数,可推算出物块P的材料为
材料 | 动摩擦因数 |
金属-金属 | 0.25 |
橡胶-金属 | 0.30 |
木头-金属 | 0.20 |
皮革-金属 | 0.28 |
(Ⅱ)为了测定某迭层电池的电动势(约15V)和内电阻(小于2Ω),需要把一个量程为6V的直流电压表接一个固定电阻(用电阻箱代替),改装成量程为18V的电压表,然后用伏安法测电池的电动势和内电阻,以下是该实验的操作过程:
(1)把电压表量程扩大,实验电路如图甲所示,请完成第五步的填空.
第一步:把滑动变阻器滑动片移到最右端
第二步:把电阻箱阻值调到零
第三步:闭合开关
第四步:把滑动变阻器滑动片调到适当位置,使电压表读数为6V
第五步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为
V
第六步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其他线路,即得量程为18V的电压表
(2)上述实验可供选择的器材有:
A.迭层电池(电动势约15V,内电阻小于2Ω)
B.电压表(量程为6V,内阻约10KΩ)
C.电阻箱(阻值范围0~9999Ω,额定功率小于10W)
D.电阻箱(阻值范围0~99999Ω,额定功率小于10W)
E.滑动变阻器(阻值为0~20Ω,额定电流为2A)
F.滑动变阻器(阻值为0~2KΩ,额定电流为0.2A)
电阻箱应选
,滑动变阻器应选
(用器材前的序号表示)
(3)用扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变),使用如图乙所示的实验电路,测量该迭层电池的电动势E和内电阻r.改变滑动变阻器的阻值,记录电压表示数,得到多组电压U和电流I的值,并作出U-I图象如图丙所示.可知电池的电动势为
V,内电阻为
Ω(保留三位有效数字)
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我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验,终于在2012年6月24日以7020m深度创下世界最新纪录(国外最深不超过6500m),预示着可以征服全球99.8%的海底世界.假设在某次实验时,从水面开始下潜到最后返回水面共历时10min,深潜器内的显示屏上显示的深度和速度随时间变化的图线分别如图(a)、(b)所示.则( )
A.(a)图中h
3代表本次最大深度,应为6.0m
B.全过程中最大加速度是0.025m/s
2C.潜水员感到超重现象应发生在3~4min和6~8min的时间段内
D.整个潜水器在8~10min时间段内机械能守恒
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极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道).如图所示,若某极地卫星从北纬30°的正上方按图示方向第一次运行至南纬60°正上方,所用时间为t,已知地球半径为R(地球可看做球体),地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,由以上条件可知( )
A.地球的质量为
B.卫星运行的角速度为
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)
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A.
B.
C.
D.
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