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(12分)如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直...

(12分)如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔S1、S2,两极板间电压的变化规律如图乙所示,电压的大小为U0,周期为T0。在t=0时刻将一个质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子由S1静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在t=时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)

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(1)求粒子到达S2时的速度大小v

(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件;

(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在t=T0时刻再次到达S1,而再次进入电场被加速,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小。

 

(1)(2)B<(3) 【解析】 试题分析:(1)粒子由S1至S2的过程中,根据动能定理得              2分            1分 (2)设磁感应强度大小为B,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,由牛顿第二定律得                1分 要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞,须满足2R>           1分 得B<             1分 (3)设极板间距d、粒子在两边界之间无场区向左匀速运动的过程用时为t1,有d=vt1          1分 粒子由S1至S2的过程中,粒子做匀加速直线运动有             1分             1分 粒子在磁场中运动的时间为             1分 设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T,由结合运动学公式得             1分 由题意得T=t2 得                1分 考点:考查了动能定理,牛顿第二定律,圆周运动,带电粒子在电磁场中的综合应用,
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(9分)如图所示,粗糙水平地面与半径为R=0.5m的光滑半圆轨道BCD相连接,且在同一竖直平面内,O是BCD的圆心,BOD在同一竖直线上。质量为m=1kg的小物块在水平恒力F=15N的作用下,由静止开始从A点开始做匀加速直线运动,当小物块运动到B点时撤去F,小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D点,已知AB间的距离为3m,重力加速度满分5 manfen5.com。求:

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(1)小物块运动到B点时的速度;

(2)小物块离开D点后落到地面上的点与B点之间的距离。

(3)小物块在水平面上从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功

 

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(7分)“嫦娥三号”探测器于2013年12月2日凌晨在西昌发射中心发射成功。“嫦娥三号”经过几次成功变轨以后,探测器状态极其良好,成功进入绕月轨道。12月14日21时11分,“嫦娥三号”探测器在月球表面预选着陆区域成功着陆,标志我国已成为世界上第三个实现地外天体软着陆的国家。 设“嫦娥三号”探测器环绕月球的运动为匀速圆周运动,它距月球表面的高度为h,已知月球表面的重力加速度为g、月球半径为R,引力常量为G,则

(1)探测器绕月球运动的向心加速度为多大;

(2)探测器绕月球运动的周期为多大。

 

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为监测某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口。在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场,在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时,接在M、N两端间的电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法中正确的是

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A.N端的电势比M端的高

B.若污水中正负离子数相同,则前后表面的电势差为零

C.电压表的示数U跟a和b都成正比,跟c无关

D.电压表的示数U跟污水的流量Q成正比

 

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如图所示Q1、Q2是两个等量异种点电荷,AB为中垂线,且AO=BO,则

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A.A、B两点场强相等

B.A、B两点场强方向相反

C.A、B两点电势差为零

D.正电荷从A运动到B,电势能增加

 

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两物体M、m用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,如图10所示,OA、OB与水平面的夹角分别为30°、60°,M、m均处于静止状态。则

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A.绳OA的拉力大于绳OB的拉力

B.绳OA的拉力小于绳OB的拉力

C.m受到水平面的静摩擦力的方向水平向左

D.m受到水平面的静摩擦力的方向水平向右

 

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