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(18分)如图所示,在直角坐标系xOy平面的第Ⅱ象限内有半径为R的圆O1分别与x...

18分)如图所示,在直角坐标系xOy平面的第象限内有半径为R的圆O1分别与x轴、y轴相切于C-R0)、D0R) 两点,圆O1内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.与y轴负方向平行的匀强电场左边界与y轴重合,右边界交x轴于G点,一带正电的粒子A(重力不计)电荷量为q、质量为m,以某一速率垂直于x轴从C点射入磁场,经磁场偏转恰好从D点进入电场,最后从G点以与x轴正向夹角为45°的方向射出电场.求:

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1OG之间的距离;

2)该匀强电场的电场强度E

3)若另有一个与A的质量和电荷量相同、速率也相同的粒子A′,从C点沿与x轴负方向成30°角的方向射入磁场,则粒子A′再次回到x轴上某点时,该点的坐标值为多少?

 

(1)(2)(3)(,0) 【解析】 试题分析:(1)设粒子A速率为v0 ,其轨迹圆圆心在O点,故A运动至D点时速度与y轴垂直,粒子A从D至G作类平抛运动,令其加速度为a ,在电场中运行的时间为t 则有 ① (2分) 和 ②(2分) 联立①②解得 故 ③(1分) (2)粒子A的轨迹圆半径为R ,由 得 ④(2分) ⑤(1分) 联立①③⑤得 ⑥(2分) 解得 ⑦(1分) (3)令粒子A’ 轨迹圆圆心为O’ ,因为∠O’ CA’ =90°,O’C=R,以 O’为圆心,R为半径做A’ 的轨迹圆交圆形磁场O1于H点,则四边形CO’ HO1为菱形,故O’ H∥y轴,粒子A’ 从磁场中出来交y轴于I点,HI⊥O’ H,所以粒子A’ 也是垂直于y轴进入电场的 令粒子A’ 从J点射出电场,交x轴于K点,因与粒子A在电场中的运动类似, ∠JKG=45°,GK=GJ。 (2分) OI-JG=R又OI=R+Rcos30°解得JG=Rcos30°=R (3分) 粒子A’再次回到x轴上的坐标为(,0) (2分 考点: 考查了牛顿第二定律与电磁学综合应用  
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(13)2013122130分我国发射的嫦娥三号探月卫星于1214日晚911分顺利实现了月面软着陆,该过程的最后阶段是:着陆器离月面h高时速度减小为零,为防止发动机将月面上的尘埃吹起,此时要关掉所有的发动机,让着陆器自由下落着陆.己知地球质量是月球质量的81,地球半径是月球半径的4倍,地球半径R0=6.4X106m,地球表面的重力加速度g0=10m/s2,不计月球自转的影响(结果保留两位有效数字).

(1)若题中h=3.2m,求着陆器落到月面时的速度大小;

(2)由于引力的作用,月球引力范围内的物体具有引力势能.理论证明,若取离月心无穷远处为引力势能的零势点,距离月心为r的物体的引力势能满分5 manfen5.com,式中G为万有引力常数,M为月球的质量,m为物体的质量.求着陆器仅依靠惯性从月球表面脱离月球引力范围所需的最小速度.

 

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10分)某实验小组设计如图甲所示电路探究硅光电池,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性.图中电压表V1量程选用3 V,内阻为6.0 kΩ;电压表V2量程选用15 V,内阻约为30 kΩR0为保护电阻;直流电源电动势E约为12 V,内阻不计.(硅光电池在无光照时不产生电能,可视为一电子元件)

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根据图甲,用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路.

用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1V2的示数U1U2.

()某次测量时,电压表V1示数如图丙,则U1         V,可算出通过硅光电池的反向电流大小为________mA(保留两位小数)

()该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9U1U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix(表中表示反向),并在坐标纸上建立IxUx坐标系,标出了与表中前5UxIx数据对应的5个坐标点.请你标出余下的4个坐标点,并绘出IxUx图线.

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

U1/V

0.00

0.00

0.06

0.12

0.24

0.42

0.72

1.14

1.74

U2/V

0.0

1.0

2.1

3.1

4.2

5.4

6.7

8.1

9.7

Ux/V

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

Ix/mA

0.00

0.00

0.01

0.02

0.04

0.07

0.12

0.19

0.29

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()IxUx图线可知,硅光电池无光照下加反向电压时,IxUx          (线性非线性”)关系.

 

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6分)某实验小组应用如图甲所示装置探究加速度与物体受力的关系,已知小车的质量为M,砝码及砝码盘的总质量为m,所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz.实验步骤如下:

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A.按图甲所示,安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直;

B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动;

C挂上砝码盘,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度;

D.改变砝码盘中砝码的质量,重复步骤C,求得小车在不同合力作用下的加速度.

根据以上实验过程,回答以下问题:

1)对于上述实验,下列说法正确的是             

A.小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等

B. 弹簧测力计的读数为小车所受合外力

C.实验过程中砝码处于超重状态

D.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量

2)实验中打出的一条纸带如图乙所示,由该纸带可求得小车的加速度为      ms2.(结

果保留2位有效数字)

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3)由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像(见上图),与本实验相符合是____________

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如右图,为探讨霍尔效应,取一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体, 給金属导体加与侧面垂直的匀强磁场B, 且通以图示方向的电流I, 用电压表测得导体上、下表面MN间电压为U. 已知自由电子的电荷量为e. 下列说法中正确的是

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A. M板比N板电势低

B. 导体单位体积内自由电子数越多, 电压表的示数越大

C. 导体中自由电子定向移动的速度为v=U/B 

D. 导体单位体积内的自由电子数为满分5 manfen5.com

 

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如下图所示,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接电阻R0R1R2.电路中分别接了理想交流电压表V1V2和理想交流电流表A1A2,导线电阻不计,如图所示,当开关S闭合后

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AV1V2示数变小,变压器的输出功率减小

BA1A2示数变大,变压器的输出功率增大

CA1示数不变、A2示数变大,变压器的输出功率减小

DV1示数不变、V2示数变小,变压器的输出功率增大

 

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