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(18分)如图所示,圆心为原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域,即圆内区域...

(18分)如图所示,圆心为原点、半径为R的圆将xOy平面分为两个区域,即圆内区域Ⅰ和圆外区域Ⅱ。区域Ⅰ内有方向垂直于xOy平面的匀强磁场B1。平行于x轴的荧光屏垂直于xOy平面,放置在坐标y=-2.2R的位置。一束质量为m、电荷量为q、动能为E0的带正电粒子从坐标为(-R,0)的A点沿x正方向射入区域Ⅰ,当区域Ⅱ内无磁场时,粒子全部打在荧光屏上坐标为(0,-2.2R)的M点,且此时,若将荧光屏沿y轴负方向平移,粒子打在荧光屏上的位置不变。若在区域Ⅱ内加上方向垂直于xOy平面的匀强磁场B2,上述粒子仍从A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ,则粒子全部打在荧光屏上坐标为(0.4R,-2.2R)的 N点。求:

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   (1)打在M点和N点的粒子运动速度v1、v2的大小。

(2)在区域Ⅰ和Ⅱ中磁感应强度B1、B2的大小和方向。

(3)若将区域Ⅱ中的磁场撤去,换成平行于x轴的匀强电场,仍从A点沿x轴正方向射入区域Ⅰ的粒子恰好也打在荧光屏上的N点,则电场的场强为多大?

 

(1)(2),方向垂直xOy平面向外;,方向垂直xOy平面向里 (3) 【解析】 试题分析:(1)粒子在磁场中运动时洛伦兹力不做功,打在M点和N点的粒子动能均为,速度大小相等,设为,由可得 (2分) (2)如图所示,区域Ⅱ中无磁场时,将荧光屏沿y轴负方向平移,粒子打在荧光屏上的位置不变,说明粒子速度垂直荧光屏向下,所以粒子在区域Ⅰ中运动四分之一圆周后,从C点沿y轴负方向打在M点,轨迹圆心是O1点,半径为 (2分) 区域Ⅱ有磁场时,粒子轨迹圆心是O2点,半径为r2,由几何关系得(2分) 解得(1分) 由得(1分) 故,方向垂直xOy平面向外。 (2分) ,方向垂直xOy平面向里。(2分) (3)区域Ⅱ中换成匀强电场后,粒子从C点进入电场做类平抛运动,则有 , (2分) (2分) 解得场强(2分) 考点:带电粒子在匀强磁场和匀强电场中的运动  
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考点分析:
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(14分)从地面上以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球,若运动过程中受到的空气阻力与其速率v成正比关系,球运动的速率随时间变化规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1,且落地前球已经做匀速运动,求:

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(1)球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功

(2)球抛出瞬间的加速度大小;

(3)球上升的最大高度H。

 

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(9分)用下列器材组装成一个电路,既能测量出电池组的电动势E和内阻r,又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。

A.电压表V1(量程6V、内阻很大)

B.电压表V2(量程 4V、内阻很大)

C.电流表A(量程 3A、内阻很小)

D.滑动变阻器R(最大阻值 10Ω、额定电流 4A)

E.小灯泡(2A、7W)

F.电池组(电动势)

E、内阻 r

G.开关一只,导线若干

实验时,调节滑动变阻器的阻值,多次测量后发现:若电压表V1的示数增大,则电压表V2的示数减小。

(1)请将设计的实验电路图在图甲中补充完整。

(2)每一次操作后,同时记录电流表 A、电压表V1和电压表V2的示数,组成两个坐标点(I,U1),标到U)、(I,U2I坐标中,经过多次测量,最后描绘出两条图线,如图乙所示,则电池组的电动势E=_____V、内阻r=_____ 满分5 manfen5.com。(结果保留两位有效数字)

(3)在U-I坐标中两条图线在P点相交,此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω,电池组的效率为________(结果保留两位有效数字)。

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(6分)如右图所示装置可用来验证机械能守恒定律。摆锤A栓在长L的轻绳一端,另一端固定在O点,在A上放一个小铁片,现将摆锤拉起,使绳偏离O竖直方向成θ角时由静止开始释放摆锤,当其到达最低位置时,受到竖直挡板P阻挡而停止运动,之后铁片将飞离摆锤而做平L抛运动。

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(1)为了验证摆锤在运动中机械能守恒,必须求出摆锤在最低点的速度。为了求出这一速度,实验中还应该测量哪些物理量:___________________________。

(2)根据测得的物理量表示摆锤在最低点的速度v=_______________。

(3)根据已知的和测得的物理量,写出摆锤在运动中机械能守恒的关系式为______。

 

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如图所示,间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值为R的电阻连接,导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒,金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初速度V沿导轨向右运动,若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q。下列说法正确的是

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A.金属棒在导轨上做加速度减小的减速运动

B.整个过程中金属棒克服安培力做功为满分5 manfen5.com

C.整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为满分5 manfen5.com

D.整个过程中电阻R上产生的焦耳热为满分5 manfen5.com

 

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用力F将质量为m的物块压在竖直墙上,从t=0时刻起,测得物体所受墙壁的摩擦力随时间按如图所示规律变化,则下列判断正确的是

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A.0~t2时间内为滑动摩擦力,t2时刻之后为静摩擦力

B.0~t1时间内物块沿墙壁加速下滑,t2时刻物块的速度为0

C.压力F一定随时间均匀增大

D.压力F恒定不变

 

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