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如图,直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场,电场强度大小为E;...

如图,直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场,电场强度大小为E;MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场,磁感应强度大小未知.今从MN上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45°角的带正电粒子,该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R.若该粒子从O点进入磁场后第三次经过直线MN后又恰好通过O点.不计粒子的重力.求:
(1)粒子第三次经过直线MN时的位置;
(2)磁感应强度大小;
(3)粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间.

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粒子在磁场中受洛伦兹力作用下做一段圆弧后,进入电场中恰好做匀减速运动直到速度为零后又返回,以相同速率再次进入磁场仍在洛伦兹力作用下又做一段圆弧后,再次进入电场正好做类平抛运动.粒子在磁场中两次运动刚好完成一个周期,则粒子第三次经过直线MN时的位置,就是这两段圆弧对应弦长的两倍. 由粒子在电场中的类平抛运动,垂直电场方向位移与速度关系;沿电场方向位移与时间关系,从而借助于电场强度来求出磁感应强度大小. 【解析】 粒子的运动轨迹如图,先是一段半径为R的圆弧到a点,接着恰好逆电场线匀减速运动到b点速度为零再返回a点速度仍为v,再在磁场中运动一段圆弧到c点,之后垂直电场线进入电场作类平抛运动. (1)由图可知:   因此 即距离O 点     (1) (2)粒子在电场中运动时垂直和平行电场方向的位移都为        s⊥=s∥=ocsin45°=2R    (2) 所以类平抛运动时间为                   (3) 又           (4) 再有       (5) 由③④⑤⑥⑦可得                        (6) (3)粒子在磁场中运动的总时间为                            (7) 粒子在电场中的加速度为                     (8) 粒子在电场中做直线运动所需时间为                  (9) 由(4)(9)(7)得粒子从出发到再到达O点所需时间   
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考点分析:
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如图所示是游乐场中过山车的实物图片,左图所示是过山车的简化模型图.在模型图中水平倾角都为α=37°,斜轨道AB、CD、EF与竖直光滑圆形(圆弧)轨道圆滑连接.B、C、D、E、F为对应的切点.其中两个圆轨道半径分别为R1=6.0m和R3=3.0m,中间圆弧轨道的半径为R2.且两圆形轨道的最高点P、Q与A、D、E点平齐.现使小车(视作质点)从A点以一定的初速度沿斜面向下运动.已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为μ=1/24,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan18.5=1/3.问:
(1)若小车恰好能通过第一个圆形轨道的最高点P处,则其在A点的初速度v应为多大?
(2)若在(1)问情况下小车能安全到达E点,则能否安全通过第三个圆形轨道的Q点?
(3)若小车在A点的初速度为manfen5.com 满分网m/s,且R2=10m则小车能否安全通过整段轨道?
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如图所示,一平行板电容器水平放置,板间距离为d,上极板开有一小孔,质量均为m,带电荷量均为+q的两个带电小球(视为质点),其间用长为L的绝缘轻杆相连,处于竖直状态,已知d=2L,今使下端小球恰好位于小孔中,由静止释放,让两球竖直下落.当下端的小球到达下极板时,速度刚好为零.试求:
(1)两极板间匀强电场的电场强度;
(2)两球运动过程中的最大速度.

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机动车驾驶执照考试的其中一个项目是定点停车:要求考生根据考官的指令在一路边标志杆旁停车.在一次练习中,车以一定速度匀速行驶,在距标志杆距离为s时,教练命令考生到标志杆停车,考生立即刹车,车在阻力f1作用下做匀减速直线运动,经一段时间,车刚好停在标志杆旁.第二次练习时,车以同样的初速度匀速行驶,教练在同样的位置命令考生到标志杆停车,考生迟了△t时间才刹车,最后车也刚好停在标志杆旁.已知车和人总质量为M,车视为质点.求:
(1)车行驶的初速度是多少?
(2)第二次车做匀减速运动时受到的阻力f2是多少?
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Ⅰ.在“测定玻璃的折射率”的实验中:
(1)同学甲与同学乙各设计了一个实验数据记录表,你认为合理的是______(填“甲”或“乙”):
同学甲设计的表格:
次数入射角θ1sinθ1折射角θ2sinθ2nn平均值
1
2
3
同学乙设计的表格:
次数123θ平均值正弦值n
入射角θ1
折射角θ2
(2)如图1所示,P1、P2、P3、P4为所插4枚大头针的位置.某同学插针的步骤如下,请在横线上补充完整步骤③:
①在入射光线AO上插上两枚大头针P1、P2,并使其距离稍大些;
②在B侧边观察边插P3,直到P1、P2的像被P3挡住,定下P3的位置;
③继续插P4______
④过P3、P4作直线O'B,即为出射光线.
(3)某同学根据测得的入射角和折射角的正弦值,画出了如图2所示的图线.由图可得玻璃的折射率为______
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Ⅱ.“探究导体电阻与其影响因素的定量关系”的实验电路如图所示,a、b、c、d是四种不同的金属丝.
现有几根康铜合金丝和镍铬合金丝,其规格如下表所示.
编号材料长度(m)横截面积(mm2
A镍铬合金0.80.8
B镍铬合金0.50.5
C镍铬合金0.30.5
D镍铬合金0.31.0
E康铜丝0.30.5
F康铜丝0.80.8
(1)电路图3中四种金属丝a、b、c分别为上表中编号为C、B、D的金属丝,则d应选上表中的______(用表中编号A、B、C、D、E、F表示).
(2)为测量某一种电阻丝单位长度上的电阻R,某同学利用一段带有滑动片P且粗细均匀的电阻丝AB和下列器材做实验:
A.电流表A:500mA、4Ω;
B.电阻箱R′:最大阻值99.9Ω,阻值最小变量为0.1Ω;
C.定值电阻R:阻值为1.2Ω;
D.电源:电动势为6V,内阻r=0.4Ω;
E.开关S、导线若干.
实验时采用如图所示电路(虚线框中电路未画出),滑动片P与电阻丝接触良好,且AP长记为L,其他导线电阻不计.改变电阻丝连入电路的长度L,分别测出通过电阻丝的电流值如下表:
12345
L/m0.50000.40000.30000.20000.1000
I/A0.830.961.111.391.78
manfen5.com 满分网/A-11.201.040.900.720.56
根据测得的数据,该同学作出了电阻丝的manfen5.com 满分网图象,如图3所示.
①请将实验电路图5中虚线框中电路补充完整.要求:无论P滑至何处,电流表均安全,并且能尽可能准确地测出上表中的电流值.
②由manfen5.com 满分网图象得出该电阻丝单位长度上的电阻R=______Ω/m.此时电阻箱R’连入电路的阻值为______Ω.
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据中新社3月10日消息,我国将于2011年上半年发射“天宫一号”目标飞行器,2011年下半年发射“神舟八号”飞船并与“天宫一号”实现对接.某同学得知上述消息后,画出“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的假想图如图所示,A代表“天宫一号”,B代表“神舟八号”,虚线为各自的轨道.由此假想图,可以判定( )
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A.“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率
B.“天宫一号”的周期大于“神舟八号”的周期
C.“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度
D.“神舟八号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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