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(18分)如图,静止于A处的离子,经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,...

(18分)如图,静止于A处的离子,经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器,从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场,电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐射分布的电场,已知圆弧虚线的半径为R,其所在处场强为E、方向如图所示;离子质量为m、电荷量为q;满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com,离子重力不计。

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(1)求加速电场的电压U;

(2)若离子恰好能打在Q点上,求矩形区域QNCD内匀强电场场强E0的值;

(3)若撤去矩形区域QNCD内的匀强电场,换为垂直纸面向里的匀强磁场,要求离子能最终打在QN上,求磁场磁感应强度B的取值范围。

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)离子在加速电场中加速,根据动能定理: 离子辐射向电场中做匀速圆周运动,由牛顿定律: 解得: (2)离子做类平抛运动:2d=vt,2d= 由牛顿第二定律得 qE0 = ma 则E0= (3)离子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有 则 离子能打在QF上,则既没有从DQ边出去也没有从PF边出去,则离子运动径迹的边界如图中Ⅰ和Ⅱ。 由几何关系可知,离子能打到QF上,必须满足,则有 考点:带电粒子在匀强电场及匀强磁场中的运动;牛顿定律、动能定理。  
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考点分析:
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(14分)某中学的部分学生组成了一个课题小组,对海啸的威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型:如图甲在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移x变化的图像如图乙所示,已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s2,则:

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(1)运动过程中物体的最大加速度为多少?

(2)在距出发点什么位置时物体的速度达到最大?

(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少?

 

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(9分)(1)某实验小组在测定金属电阻率的实验过程中,正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如下图所示,则它们的读数值依次是_________mm、________A、_______V。

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(2)已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20kΩ,电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电源电动势E = 4.5V,内阻较小。则右边电路图中,_______(选填字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路,但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏__________(选填)。

(3)若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω,那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是上图中的____电路(选填字母代号)。此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻Rx=____(均用题中字母代号表示)。

 

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(6分)某学习小组利用自行车的运动探究阻力做功与速度变化的关系.人骑自行车在平直的路面上运动,当人停止蹬车后,由于受到阻力作用,自行车的速度会逐渐减小至零,如图所示.在此过程中,阻力做功使自行车的速度发生变化.设自行车无动力后受到的阻力恒定.

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(1)在实验中使自行车在平直的公路上获得某一速度后停止蹬车,需要测出人停止蹬车后自行车向前滑行的距离s,为了计算停止蹬车时自行车的初速度v,还需要测量____________(填写物理量的名称及符号).

(2)设自行车受到的阻力恒为f,计算出阻力做的功及自行车的初速度.改变人停止蹬车时自行车的速度,重复实验,可以得到多组测量值.以阻力对自行车做功的大小为纵坐标,自行车初速度为横坐标,作出WV曲线.分析这条曲线,就可以得到阻力做的功与自行车速度变化的定性关系.在实验中作出WV图象如图所示,其中符合实际情况的是       

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如图所示,有一垂直于纸向外的有界匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,其边界为一边长L的正三角形(边界上有磁场)ABC为三角形的三个顶点.今有一质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力),以速度满分5 manfen5.com,从AB边上的某点P既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入,然后从BC边上某点Q射出.若从P点射入的该粒子能从Q点射出,则

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如图所示,理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r的交流电源上,输出端接理想电流表及阻值为R的负载,变压器原、副线圈匝数的比值为满分5 manfen5.com。如果要求负载上消耗的电功率最大,则下列说法正确的是

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A. 交流电源的效率为50%     B.电流表的读数为满分5 manfen5.com

C. 负载上消耗的热功率为满分5 manfen5.com   D. 该交流电源电动势的瞬时值表达式为满分5 manfen5.com

 

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