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(18分)如图所示,在第一、二象限存在场强均为E的匀强电场,其中第一象限的匀强电...

(18分)如图所示,在第一、二象限存在场强均为E的匀强电场,其中第一象限的匀强电场的方向沿x轴正方向,第二象限的电场方向沿x轴负方向。在第三、四象限矩形区域ABCD内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,矩形区域的AB边与x轴重合。M点是第一象限中无限靠近y轴的一点,在M点有一质量为m、电荷量为e的质子,以初速度v0沿y轴负方向开始运动,恰好从N点进入磁场,若OM=2ON,不计质子的重力,试求:

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(1)N点横坐标d;

(2)若质子经过磁场最后能无限靠近M点,则矩形区域的最小面积是多少;

(3)在(2)的前提下,该质子由M点出发返回到无限靠近M点所需的时间。

 

(1) (2) (3) + 【解析】 试题分析:(1)粒子从M点到N点做类平抛运动,设运动时间为t1,则有 (1分) (1分) (2分) 解得,(2分) (2)根据题意作出质子的运动轨迹如图所示 设粒子到达N点时沿x轴正方向分速度为vx,则(1分) 质子进入磁场时的速度大小为(2分) 质子进入磁场时速度方向与x轴正方向夹角为45o(1分) 根据几何关系,质子在磁场中做圆周运动的半径为R=,AB边的最小长度为2R=2,BC边的最小长度为R+d=+d,矩形区域的最小面积为S=(2分) (3)质子在磁场中运动的圆心角为,运动时间t2=(1分) 又(2分) 根据对称性,质子在第二象限运动时间与在第一象限运动时间相等,质子在第一象限运动时间(1分) 质子由M点出发返回M点所需的时间为:T=2t1+t2=+(2分) 考点:带电粒子在电磁场中的运动 匀变速曲线运动规律 匀速圆周运动规律  
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考点分析:
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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:满分5 manfen5.com

(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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(7分)为确定某电子元件的电气特性,做如下测量。

(1)用多用表测量该元件的电阻,选用“×100”倍率的电阻档测量,发现多用表指针偏转过大,因此需选择____倍率的电阻档(填:“×10”或“×1k”),并____再进行测量,之后多用表的示数如图(a)所示,测量结果为____Ω。

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(2)某同学想精确测得上述待测电阻Rx的阻值,实验室提供如下器材:

A.电流表A1(量程50mA、内阻r1=10Ω)

B.电流表A2(量程200mA、内阻r2约为2Ω)

C.电流表A3(量程0.6A、内 阻r3约为0.2Ω)        

D.定值电阻R0=30Ω

E.滑动变阻器R(最大阻值约为10Ω)

F.电源E(电动势为4V)

G.开关S、导线若干

回答:①某同学设计了测量电阻Rx的一种实验电路原理如图所示, 为保证测量时电流表读数不小于其量程的1/3,M、N两处的电流表应分别选用:M为         ;N为         .(填器材选项前相应的英文字母)

②若M、N电表的读数分别为IM、IN,则Rx的计算式为Rx           .(用题中字母表示)

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(8分)用如图实验装置验证m 1 、m 2组成的系统机械能守恒。m 2从高处由静止开始下落,m 1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m 1= 50g 、m 2 =150g ,则(计算结果保留两位有效数字)

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①在纸带上打下记数点5时的速度v=      m/s;

②在记数点0~5过程中系统动能的增量△Ek=      J.为了简化计算,设g =10m/s2,则系统势能的减少量△EP =       J;

③在本实验中,若某同学作出了满分5 manfen5.com图像,如下图,h为从起点量起的长度,则据此得到当地的重力加速度g =         m/s2

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如图所示,绝缘弹簧的下端固定在光滑斜面底端,弹簧与斜面平行,带电小球Q(可视为质点)固定在绝缘斜面上的M点,且在通过弹簧中心的直线ab上.现将与Q大小相同,带电性也相同的小球P,从直线ab上的N点由静止释放,若两小球可视为点电荷.在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中,下列说法中正确的是(  )

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A.小球P的速度一定先增大后减小

B.小球P的机械能一定在减少

C.小球P速度最大时所受弹簧弹力和库仑力的合力为零

D.小球P与弹簧系统的机械能一定增加

 

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如图所示,在坐标系xOy中,有边长为L的正方形金属线框abcd,其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处.在y轴的右侧的第Ⅰ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合,下边界与x轴重合,右边界与y轴平行.T=0时刻,线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域.取a→b→c→d→a的感应电流方向为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的(  )

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