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(13分) 如图,边长L=0.2 m的正方形abcd区域(含边界)内,存在着垂直...

(13分) 如图,边长L=0.2 m的正方形abcd区域(含边界)内,存在着垂直于区域的横截面(纸面)向外的匀强磁场,磁感应强度B=5.0×10-2T。带电平行金属板MN、PQ间形成了匀强电场E(不考虑金属板在其它区域形成的电场),MN放在ad边上,两板左端M、P恰在ab边上,两板右端N、Q间有一绝缘挡板EF。EF中间有一小孔O,金属板长度、板间距、挡板长度均为l=0.l m。在M和P的中间位置有一离子源S,能够正对孔O不断发射出各种速率的带正电离子,离子的电荷量均为q=3.2×l0-19 C,质量均为m=6.4×l0-26 kg。不计离子的重力,忽略离子之间的相互作用及离子打到金属板或挡板上后的反弹。

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(l)当电场强度E=104N/C时,求能够沿SO连线穿过孔O的离子的速率。

(2)电场强度取值在一定范围时,可使沿SO连线穿过O并进入磁场区域的离子直接从

bc边射出,求满足条件的电场强度的范围。

 

(1);(2) 【解析】 试题分析:(1)穿过孔O的离子在金属板间需满足 ① 代入数据得 ② 穿过孔O的离子在金属板间仍需满足 ③ 离子穿过孔O后在磁场中做匀速圆周运动,有 ④ 由以上两式子得 ⑤ 从bc边射出的离子,其临界轨迹如图①,对于轨迹半径最大,对应的电场强度最大,由几何关系可得: ⑥ 由此可得 ⑦ 从bc边射出的离子,轨迹半径最小时,其临界轨迹如图②,对应的电场强度最小,由几何关系可得 所以 ⑧ 由此可得 ⑨ 所以满足条件的电场强度的范围为: ⑩ 评分标准:第一问3分;第二问10分。 ①③④每式2分,②⑤⑥⑦⑧⑨⑩每式1分。 考点:带电粒子在匀强磁场中的运动、带电粒子在复合场中的运动  
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考点分析:
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(12分) 如图,等量异种点电荷,固定在水平线上的M、N两点上,有一质量为m、电荷量为+q可视为点电荷的小球,固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端,细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动,O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处现在把杆拉起到水平位置,由静止释放,小球经过最低点B时速度为v,取O电势为零,忽略q对等量异种电荷形成电场的影响求:

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(1)小球经过B点时对杆的拉力大小

(2)在+Q、-Q形成的电场中,A点的电势φA

(3)小球继续向左摆动,经过与A等高度的C点时的速度大小

 

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(9分)一个人最多能提起质量m0=20kg的重物。在倾角θ=15°的固定斜面上放置一物体(可视为质点),物体与斜面间动摩擦因数满分5 manfen5.com。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求人能够向上拖动该重物质量的最大值m

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(8分)2014年诺贝尔物理学奖授予三名日裔科学家以表彰他们在发现新型高效、环境友好型光源方面所作出的贡献——三位获奖者“发明的高效蓝色发光二极管(LED)带来了明亮而节能的白色光源”。某实验小组精确测定额定电压为3V的LED 灯正常工作时的电阻,已知该灯正常工作时电阻大约300Ω电学符号与小灯泡电学符号相同。

实验室提供的器材有:

A.电流表A1量程为15mA,内阻RA1约为10Ω

B.电流表A2量程为2 mA,内阻RA2=20Ω

C.定值电阻R1=10Ω

D.定值电阻R2=1980Ω

E.滑动变阻器R0至20Ω一只

F.电压表V量程为6V,内阻RV约3kΩ

G.蓄电池E电动势为4 V,内阻很小

F.开关S一只

(1)要完成实验,除蓄电池、开关、滑动变阻器外,还需选择的器材有        (填写器材前的字母编号)。

(2)画出实验电路图

(3)写出测量LED灯正常工作时的电阻表达式Rx                            

说明式中题目未给出的各字母的意义满分5 manfen5.com

 

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(6分)“动能定理”“机械能守恒定律”是物理学中很重要的两个力学方面的物理规律。某同学设计了如图所示的实验装置。一个电磁铁吸住一个小钢球,当将电磁铁断电后,小钢球将由静止开始向下加速运动。小钢球经过光电门时,计时装置将记录小钢球通过光电门所用的时间t,用直尺测量出小钢球由静止开始下降至光电门时的高度h。

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(1)该同学为了验证“动能定理”,用游标卡尺测量了小钢球的直径,结果如上图所示, 

他记录的小钢球的直径d=________cm

(2)该同学在验证“动能定理”的过程中,忽略了空气阻力的影响,除了上述的数据之

外是否需要测量小钢球的质量________需要不需要”)。

(3)如果用这套装置验证机械能守恒定律,下面的做法能提高实验精度的是     

A.在保证其他条件不变的情况下,减小小球的直径

B.在保证其他条件不变的情况下,增大小球的直径

C.在保证其他条件不变的情况下,增大小球的质量

D.在保证其他条件不变的情况下,减小小球的质量

 

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如图,A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上,B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行已知A的质量为4m,B、C的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计开始时整个系统处于静止状态释放A后,A沿斜面下滑至速度最大时,C恰好离开地面下列说法正确的是

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A.斜面倾角α=30°

B.A获得的最大速度为满分5 manfen5.com

C.C刚离开地面时,B的加速度为零

D.从释放A到C刚离开地面的过程中,A、B两小球组成的系统机械能守恒

 

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