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(16分)利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化学分析和原子核技...

(16分)利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如图所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场,A处有一狭缝。离子源产生的离子,经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场,运动到GA边,被相应的收集器收集。整个装置内部为真空。已知被加速的两种正离子的质量分别是满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com,电荷量均为满分5 manfen5.com.加速电场的电势差为满分5 manfen5.com,离子进入电场时的初速度可以忽略.不计重力,也不考虑离子间的相互作用。

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(1)求质量为满分5 manfen5.com的离子进入磁场时的速率满分5 manfen5.com

(2)当磁感应强度的大小为B时,求两种离子在GA边落点的间距满分5 manfen5.com.

 

(1)  (6分)        (2)(10分) 【解析】 试题分析:(1)加速电场对离子做功,由动能定理:  解得:  ① (2)由牛顿第二定律和洛伦兹力公式:,得:, 利用①式得离子在磁场中的轨道半径分别为:,  ② 两种离子在GA上落点的间距:   ③ 考点:本题考查了带电粒子在磁场中的运动、牛顿第二定律、动能定理、匀速圆周运动.
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考点分析:
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(14分)如图所示,一光滑斜面固定在水平地面上,质量m=1kg的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉力F.此后,物体到达C点时速度为零。每隔0.2s通过传感器测得物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据。求:

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(1)恒力F的大小。(2)撤去外力F的时刻。

 

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(6分)在做“研究平抛物体的运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图所示的装置,先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处.使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离糟口方向平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再向远离槽口方向平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C。若测得木板每次移动距离均为x=10.00cm,A、B间距离y1=4.78cm,B、C间距离y2=14.58cm。重力加速度为满分5 manfen5.com.

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(1)根据以上直接测量的物理量求得小球初速度为v0=       (用题中所给字母表示)。

(2)小球初速度的测量值为       m/s。(保留三位有效数字)

 

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(12分)某兴趣小组在做“测定金属丝的电阻率”的实验中,通过粗测电阻丝的电阻约为5 Ω,为了使测量结果尽量准确,从实验室找到以下供选择的器材:

A.电池组E(3V,内阻约1Ω)

B.电流表A1(0~3A,内阻0.0125Ω)

C.电流表A2(0~0.6A,内阻约0.125Ω)

D.电压表V1(0~3V,内阻4kΩ)

E.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)

F.滑动变阻器R1(0~20Ω,允许最大电流1A)

G.滑动变阻器R2(0~2000Ω,允许最大电流0.3A)

H.开关、导线若干

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(1)实验时电压表选      ;电流表选      ;滑动变阻器选       (填字母代号).

(2)若用螺旋测微器测得金属丝的直径d的读数如图所示,则读数为________ mm.

(3)若用L表示金属丝的长度,d表示直径,测得电阻为R,请写出计算金属丝电阻率的表达式ρ=________.

(4)请设计合理的测量电路,把电路图画在作图框中,在图中标明元件符号.

 

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如图甲所示,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动.通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示.取g=10 m/s2.则(  )

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A.物体的质量m=1.0 kg

B.物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20

C.第2秒内物体克服摩擦力做的功W=1.8J

D.前2秒内推力F做功的平均功率满分5 manfen5.com=1.5W

 

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如图所示,竖直放置的平行板电容器,A板接电源正极,B板接电源负极,在电容器中加一与电场方向垂直的、水平向里的匀强磁场。一批带正电的微粒从A板中点小孔C射入,射入的速度大小方向各不相同,考虑微粒所受重力,微粒在平行板A、B间运动过程中(    )

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A.所有微粒的动能都将增加

B.所有微粒的机械能都将不变

C.有的微粒可以做匀速圆周运动

D.有的微粒可能做匀速直线运动

 

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