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(12分)如图所示,真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域,磁感应强度B=0...

(12分)如图所示,真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域,磁感应强度B=0.332T,磁场方向垂直于纸面向里;ab、cd足够长,cd为厚度不计的金箔,金箔右侧有一匀强电场区域,电场强度E=3.32×105N/C;方向与金箔成37°角.紧挨边界ab放一点状α粒子放射源S,可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的α粒子,已知:α粒子的质量m=6.64×10 27kg,电荷量q = 3.2×10 19C,初速度v = 3.2×106m/s。(sin37°= 0.6,cos37°= 0.8)求:

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(1)α粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R;

(2)金箔cd被α粒子射中区域的长度L;

(3)设打在金箔上d端离cd中心最远的α粒子穿出金箔进入电场,在电场中运动通过N点,SN⊥ab且SN = 40cm,则此α粒子从金箔上穿出时,损失的动能△EK为多少?

 

(1)   (2)  (3) 【解析】 试题分析:(1)α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即  (1分) 则 (2分) (2)设cd中心为O,向c端偏转的α粒子,当圆周轨迹与cd相切时偏离O最远,设切点为P,对应圆心O1,如图所示,则由几何关系得:  (1分) 向d端偏转的α粒子,当沿sb方向射入时,偏离O最远,设此时圆周轨迹与cd交于Q点,对应圆心O2,如图所示,则由几何关系得:    (1分) 故金箔cd被α粒子射中区域的长度 (1分) (3)设从Q点穿出的α粒子的速度为v′,因半径O2Q∥场强E,则v′⊥E,故穿出的α粒子在电场中做类平抛运动,轨迹如图所示。  沿速度v′方向做匀速直线运动,  位移 (1分) 沿场强E方向做匀加速直线运动,位移 (1分) 则由      得:           (2分) 故此α粒子从金箔上穿出时,损失的动能为 (2分) 考点:本题考查带电粒子在磁场中的运动、动能定理。
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考点分析:
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(11分)2012年我们中国有了自己的航空母舰“辽宁号”,航空母舰上舰载机的起飞问题一直备受关注。某学习小组的同学通过查阅资料对舰载机的起飞进行了模拟设计。如图,舰载机总质量为m,发动机额定功率为P,在水平轨道运行阶段所受阻力恒为f。舰载机在A处以额定功率启动,同时开启电磁弹射系统,它能额外给舰载机提供水平向右、大小为F的恒定推力。经历时间t1,舰载机运行至B处,速度达到v1,电磁弹射系统关闭。舰载机继续以额定功率加速运行至C处,经历的时间为t2,速度达到v2。此后,舰载机进入倾斜曲面轨道,在D处离开航母起飞。请根据以上信息求解下列问题。

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(1)电磁弹射系统关闭的瞬间,舰载机的加速度。

(2)水平轨道AC的长度。

(3)若不启用电磁弹射系统,舰载机在A处以额定功率启动,经历时间t到达C处,假设速度大小仍为v2,则舰载机的质量应比启用电磁弹射系统时减少多少?(该问AC间距离用x表示。)

 

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(9分)质量为m=2kg的物体原静止在粗糙水平面上, 现对该物体施加一与水平方向夹角θ=37º的斜向上拉力F=10N,如图所示,经t=10s后撤去力F,再经过一段时间,物体又静止,已知物体运动过程中的最大速度是5m/s。(sin37º=0.6)求:

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(1)物体与水平面间的动摩擦系数μ是多少?

(2)物体运动的总位移是多少?(g取10m/s2。)

 

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(1)(4分)①在“验证机械能守恒定律”的实验中,有下列器材可供选择:铁架台、电磁打点计时器、复写纸、低压直流电源、天平、重物、纸带、导线、秒表、开关、夹子,还缺少的器材是                 

②某同学用游标卡尺测量一薄的金属圆片的直径,读出图中的示数,

该金属圆片的直径的测量值为         cm

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(2)(8分)测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示。AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道,与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切,C点在水平地面的垂直投影为C′。重力加速度为g。实验步骤如下:

①用天平称出物块Q的质量m;

②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC/的高度h;

③将物块Q在A点由静止释放,在物块Q落地处标记其落地点D;

④重复步骤③,共做10次;

⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住,用米尺测量圆心到C′的距离s。

用实验中的测量量表示:

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(ⅰ)物块Q到达B点时的动能EkB=__________;

(ⅱ)物块Q到达C点时的动能EkC=__________;

(ⅲ)在物块Q从B运动到C的过程中,物块Q克服摩擦力做的功Wf=__________;

(ⅳ)物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=__________。

 

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如图所示,边长为L、不可形变的正方形导线框内有半径为r的圆形磁场区域,其磁感应强度B随时间t的变化关系为B= kt(常量k>0)。回路中滑动变阻器R的最大阻值为R0,滑动片P位于滑动变阻器中央,定值电阻R1=R0、R2=满分5 manfen5.com(框及导线电阻不计)。闭合开关S,电压表的示数为U,不考虑虚线MN右侧导体的感应电动势,则(      )

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A.R2两端的电压为满分5 manfen5.com

B.电容器的a极板带正电

C.滑动变阻器R的热功率为电阻R2的5倍

D.正方形导线框中的感应电动势为kL2

 

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如图所示,一辆小车静止在水平地面上,bc是固定在小车上的水平横杆,物块M穿在杆上,M通过细线悬吊着小物体m,m在小车的水平底板上,小车未动时细线恰好在竖直方向上.现使小车向右运动,全过程中M始终未相对杆bc移动,M、m与小车保持相对静止,已知a1∶a2∶a3∶a4=1∶2∶4∶8,M受到的摩擦力大小依次为Ff1、Ff2、Ff3、Ff4,则以下结论正确的是(  ).

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A.Ff1∶Ff2=1∶2

B.Ff2∶Ff3=1∶2

C.Ff3∶Ff4=1∶2

D.tanα=2tanθ

 

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