(12分)如图所示,在平面直角坐标系xOy平面内存在着方向相反的两个匀强磁场区域,其中圆心在坐标原点、半径为R的圆形区域Ⅰ内磁场方向垂直于xOy平面向里,第一象限和第四象限的圆形区域外(区域Ⅱ)的磁场方向垂直于xOy平面向外,MN为与x轴垂直且与y轴相距2.5R的一条直线,现有一质量为m、电荷量为+q的带电粒子,经过加速电压为U的加速电场加速后,从坐标为(-R,0)的A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ,并从横坐标为0.5R处的P点进入区域Ⅱ.已知粒子第一次经过直线MN和第二次经过直线MN时的速度方向恰好相反,不计粒子重力,求:
(1)粒子进入圆形区域Ⅰ时的运动速度v的大小;
(2)区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小;
(3)粒子从A点开始到第二次经过直线MN的过程中运动的总时间t.
(10分)如图所示,圆心角为90°的光滑圆弧形轨道,半径为1.6m,其底端切线沿水平方向.长为的斜面,倾角为60°,其顶端与弧形轨道末端相接,斜面正中间有一竖直放置的直杆,现让质量为1Kg的物块从弧形轨道的顶端由静止开始滑下,物块离开弧形轨道后刚好能从直杆的顶端通过,重力加速度取10m/s2,求:
(1)物块滑到弧形轨道底端时对轨道的压力大小;
(2)直杆的长度为多大.
(8分)下图为某小型企业的一道工序示意图,图中一楼为原料车间,二楼为生产车间.为了节约能源,技术人员设计了一个滑轮装置用来运送原料和成品,在二楼生产的成品装入A箱,在一楼将原料装入B箱,而后由静止释放A箱,若A箱与成品的总质量为M,B箱与原料的总质量为m(m<M),这样在A箱下落的同时会将B箱拉到二楼生产车间,当B箱到达二楼平台时可被工人接住,若B箱到达二楼平台时没有被工人接住的话,它可以继续上升h高度速度才能减小到零.不计绳与滑轮间的摩擦及空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)一楼与二楼的高度差H;
(2)在AB箱同时运动的过程中绳对B箱的拉力大小.
(6分)实验室中现有如下器材:
电池E(电动势6V)
电流表A(量程0.6A)
电压表Vl(量程3V,内阻未知)
电压表V2(量程3V,内阻10KΩ)
滑动变阻器R1(最大阻值约20Ω)
滑动变阻器R2(最大阻值10Ω)
开关S和导线若干
某同学设计了一个同时测定滑动变阻器R1最大阻值和电压表Vl内阻的实验电路,如图所示.若某次实验中电流表的示数用I表示,电压表Vl、V2的示数分别用U1、U2表示,电压表V2的内阻用r2表示,则R1的最大阻值R1m=________;电压表Vl的内阻r1=________.
(4分)某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置,探究物体的加速度与受力的关系,通过改变重物的质量,利用传感器可得到滑块运动的加速度a和所受拉力F,而后做出a-F关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图(b)所示.由图象可知图线Ⅱ不过坐标原点的原因是_______________ _;滑块和加速度传感器的总质量m=________kg.
(4分)某同学采用如图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验时,请指出这个实验过程中产生误差的主要原因(找出两条即可):
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